计量标准技术报告

计量标准技术报告 计量标准技术报告——二等铂电阻温度计标准装置SCPM-0001/1.0 一、建立计量标准的目的 XX公司在研发、生产过程中使用到温度类计量器具，用于对温度量值的监视与测量，其测量值是否准确对过程控制的有效性非常重要。 在计量器具数量逐年增加的情况下，目前仅依靠委托第三方计量机构进行计量器具的检定和校准的管理方式，对计量管理、对研发和生产进度都带来较大影响，同时由于计量专业技术知识的缺乏，也成为公司整体计量管理水平提高的瓶颈。 根据公司实际需求，拟建立二等铂电阻温度计标准装置，对温度计量器具进行检定和校准，以保障计量单位制的统一，保证量值传递的一致性、准确性，确保使用中的计量器具的准确有效，有效控制工作用计量器具，提高产品质量。 另外，通过建立计量标准，并接受质量监督部门的指导和监督，可以有效保证计量管理的有效性;同时，建立计量标准可以培养相关技术人员，加强内部人员对计量知识的掌握，熟悉相关计量法规，可达到提高XX公司计量管理整体水平的目的。 二、计量标准的工作原理及其组成 1、计量标准的工作原理 标准铂电阻温度计是根据金属铂的电阻随温度变化而变化的规律来测量温度的，在0~419.527?温区内，1990年国际温标(ITS-90)采用标准铂电阻温度计作为温标的内插仪器，它使用一组规定的定义固定点和参考函数和相应的差值函数内插。 在0~419.527?温区内，温度t由下列公式确定: 9i ，，,,W(t),CCt/?,481/481,rfi0,i19i ，，,,t/?,DDW(t),2.65/1.64,ir0,i1 ,W(t),W(t),W(t)8r 2 ,,,,,W(t),aW(t),1，bW(t),1888 其中:——参考函数; W(t)r C及D——系数，来源于《1990年国际温标宣贯手册》表2-2; ii ,W(t)——差值函数; , ——电阻比; W(t) ab 和——温度计系数。 88 2、计量标准的基本组成: 名称 用途 二等标准铂电阻温度计 标准器 四通道测温仪 读取标准温度计测得的温度值 深井台式恒温油槽 提供恒定的温度场 3、检定或校准: 所采用的方法为直接比较法。 在规定条件下，同时将被检温度计和标准温度计插入恒温油槽中，比较标准温度计与被检温度计的温度读数，以确定被检温度计的修正值(或示值误差)。方法简单直观，符合相关国家检定规程或技术的要求。 第 0 页 共 10 页 计量标准技术报告——温度标准装置SCPM-0001/1.0 三、计量标准器及主要配套设备 不确定度 检定周 测量 制造厂及 检定或 名称 型号 或准确度等级 期或复 范围 出厂编号 校准机构 或最大允许误差 校间隔 计 -200? 广东省 FLUKE 标准铂电 5626 至 二等 HART 计量科学 2年 阻温度计 2251 量 661? 研究院 标 准 器 -189? ?0.006@0? 广东省 FLUKE 四通道 1529 至 ?0.009@100? HART 计量科学 1年 测温仪 A95006 960? ?0.012@200? 研究院 深井 最大温差: 主 -20? 深圳市计FLUKE 台式 0.006?@0? 7321 至 HART 量质量检1年 要 恒温 0.009?@37? A95156 150? 测研究院 配 油槽 0.006?@150? 套 放大倍数:12倍 DWJ-读数 南京高辉 0~300mm 工作距离为:1m 时: 设 ? cal0601 望远镜 误差?0.05mm 备 第 1 页 共 10 页 四、计量标准的主要技术指标 名称 型号 温度范围 准确度等级 二等标准铂电阻 5626 -200至661? 二等 温度计 五、环境条件 序号 项 目 要求 实际情况 结论 1 温 度 (20?5)? (20?5)? 合格 2 湿 度 45%,75% 45%,75% 合格 3 4 5 6 计量标准技术报告——温度标准装置SCPM-0001/1.0 六.计量标准的量值溯源和传递框图 计量基(标)准名称:一等标准铂电阻温度计标准装置 不确定度或准确度等级或最大允许误差:一等 上测量范围:0~419.527? 一溯源单位:华南国家计量测试中心 级 计 量 器 具 定点法 本 计量标准名称::二等铂电阻温度计标准装置 本 不确定度或准确度等级或最大允许误差:二等; 级 计测量范围:(0~150)? 量 器 具 直接比较法 下 一 级 计 量计量器具名称:工作用玻璃温度计 计量器具名称:数字温度巡回检测仪 器不确定度或准确度等级或最大允许误差: 不确定度或准确度等级或最大允许误差: 具 允许误差:?(0.2~3.0)? 允许误差:0.2级 测量范围:(0~150)? 测量范围:(0~150)? 第 3 页 共 10 页 七、计量标准的重复性试验 1、计量标准的重复性试验方法: 在重复性条件下，用计量标准对常规的被检定或校准对象进行n次独立重复测量，若得到的测量结果为(i=1，2，…，n)则其重复性为: ，，ySyii n2(y,y),i,1iSy, ，，in,1 其中:——n次测量结果的平均值; y ——重复测量次数，应不小于10次。 n 2、试验对象:以玻璃温度计作为被检定对象，考核计量标准的重复性。 温度计型号:(0~50)?/0.1?，编号:29733D-2。 3、试验数据 将二等标准铂电阻温度计和该被检温度计同时插入恒定温度为0?(50?)的恒温槽中，待示值稳定后，进行10次等精度测量，分别计算被检温度计的温度修正值，得到如下数据: 单位:? 温度修正值 0? 50? 测量次数 1 -0.02 -0.01 2 -0.02 -0.02 3 -0.01 -0.02 4 -0.01 -0.02 5 -0.02 -0.03 6 -0.02 -0.02 7 -0.02 -0.01 8 -0.02 -0.02 9 -0.02 -0.02 10 -0.01 -0.03 平均值 -0.02 -0.02 重复性 0.005 0.007 根据JJF1033-2008《计量标准考核规范》，计量标准的重复性数据小于不确定度评定过程中的所使用的重复性数据，满足检定和校准结果的不确定度要求。 计量标准技术报告——温度标准装置SCPM-0001/1.0 八、计量标准的稳定性考核 考核依据:二等标准铂电阻温度计的水三相点电阻值变化量应不超过10mK。 从2009年4月至2010年6月，对二等标准铂电阻温度计的水三相点电阻值 进行了4次测量，如下表所示: 项目 机构名称 证书编号 测试结果 时间 NVLAP Lab 2009年4月29日 A9501042-1 100.3352Ω Hart Scientific 华南国家计量 2009年7月21日 RZD20095341 100.3336Ω 测试中心 深圳市计量质量检测 2010年1月26日 105000913 100.3352Ω 研究院 深圳市计量质量检测 2010年6月2日 105007484 100.3357Ω 研究院 计算四次测量中的最大值与最小值之差，为=0.0021Ω ,RRtptp 由二等标准铂电阻温度计的电阻与温度关系，得到， ,R,6mKtp 有:,R,10mK，因此计量标准符合稳定性要求。 tp 第 5 页 共 10 页 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 1、使用该计量标准(二等铂电阻温度计标准装置)，对典型的玻璃液体温度计、数字式温度计进行检定或校准时，被检温度计示值修正值的测量不确定度如下: 温度计类型 分度值 温度范围 最大测量不确定度 扩展因子 0.1? U=0.04? 0.2? U=0.06? 0.5? U=0.14? 玻璃液体温度计 0~150? k=2 1? U=0.3? 2? U=0.6? 5? U=1.0? 温度计类型 分辨力 温度范围 最大测量不确定度 扩展因子 0.01? U=0.03? 数字式温度计 0.1? 0~150? U=0.12? k=2 1? U=1.2? 2、典型值的测量不确定度评定过程 测量方法:将二等标准铂电阻温度计和被测玻璃液体温度计同时插入到恒温油槽中，待示值稳定后，分别读取标准温度计和被检温度计的显示值，计算被检温度计的修正值。以分辨力为0.1?的水银温度计的温度修正值测量结果为例，评定过程如下: 被测量:工作用玻璃液体温度计的温度修正值。 数学模型: x,t,ts 其中:---------被测温度计的温度修正值 x ---------标准铂电阻温度计的温度示值 ts ----------被测温度计的温度示值 t 灵敏系数:， c,1c,,112 一、标准不确定度评定: 1、由输入量t引入的标准不确定度 s 输入量t的标准不确定度的主要来源如下: s A、由恒温槽温度不均匀引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定。 取恒温油槽工作空间内各点温差的最大值0.02?进行计算，则不确定度区间半宽为0.01?，按均匀分布处理: 0.01v，估计的不可靠程度为10%，则自由度= 50，属于B类分量; u,,0.006?1.11.13 B、由恒温油槽的温度波动引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定。 取恒温油槽的温度波动的最大值?0.02?/10min进行计算，则不确定度区间半宽为0.02?，按均匀分布处理: 0.02vu,,0.012?，估计的不可靠程度为10%，则自由度= 50，属于B类分量; 1.21.23 uu因为、互不相关，所以由标准铂电阻温度计测量结果偏差引入的标准不确定度: 1.11.2 4u221u,u，u,0.014?v,,74， 11.11.2144uu1.11.2，vv1.11.2 计量标准技术报告——温度标准装置SCPM-0001/1.0 2、由输入量引入的标准不确定度 t 输入量的标准不确定度的主要来源如下: t A、由被检温度计显示值重复性引入的标准不确定度，用A类标准不确定度评定。 将二等标准铂电阻温度计和被测玻璃液体温度计同时插入到恒温油槽中，待示值稳定后，进行10次等精度测量，分别计算被检温度计的修正值，其标准差S=0.01，因此: 0.01，自由度=9，属于A类分量。 u,v2.12.1 B、由被检温度计的读数分辨力(估计读数偏差)引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定。 被检温度计的最小分度为0.1?，其读数分辨力为0.01?，则不确定度区间半宽为0.01?，按均匀分布处理，得到: 0.01，估计不可靠性为20%，则自由度，属于B类分量。 v,12u,,0.006?2.22.23 C、由被检温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定。 被检温度计读数时由于视线不垂直产生的读数误差范围为?0.01?，则不确定度区间半宽为0.01?，按反正弦分布处理: 0.01，估计不可靠性为20%，则自由度，属于B类分量。 v,12u,,0.007?2.32.32 因为、、互不相关，所以由被校准温度计测量结果偏差引入的标准不确定度: uuu2.12.22.3 4u2222u,u，u，u,0.014?，v,,25 22.12.22.32444uuu2.12.22.3，，vvv2.12.22.3 二、合成标准不确定度 1、标准不确定度汇总 各不确定度分量如下: 灵敏 标准不 序号 来源 类别 自由度 系数 确定度 1.1 u 恒温油槽均匀性 B 0.006? 50 1.11 1.2 u 恒温油槽波动性 B 0.012? 50 1.2 2.1 u 被检温度计的示值重复性 A 0.01? 9 2.1 2.2 u 被检温度计的读数分辨力 B -1 0.006? 12 2.2 2.3 u 读书时视线不垂直 B 0.007? 12 2.3 2、合成标准不确定度计算 以上各项标准不确定度分量按互不相关处理，其合成标准不确定度计算如下: 22222 u,c，u，c，u,u,0.02?cc1122 4ucv,,22有效自由度: effuu12，vv12 3、扩展标准不确定度计算: 令包含因子k=2，则测量结果的扩展标准不确定度为: U,k，u,2，0.02,0.04? c 第 7 页 共 10 页 十、检定或校准结果的验证 采用传递比较法进行验证: 用被考核计量标准测量一个稳定的被测对象(本次验证选择铂电阻温度计)，然后将被测对象用更高级的计量标准进行测量。 验证过程如下: 1、华南国家计量测试中心对温度计(型号及编号:WZPB-?/00240)在0?和 100?分别进行测量，得到: 温度点 电阻值 扩展不确定度 yU11 0 99.9984Ω 0.02? 100 138.482Ω 0.04? 2、使用二等铂电阻标准装置对该温度计在0?和100?分别进行测量，得到: 温度点 电阻值 扩展不确定度 yU22 0 99.990Ω 0.10? 100 138.481Ω 0.08? 3、根据JJF1033-2008计量标准考核规范，将以上数据代入，符合以下关系: 22y,y,U，U 1212 其中: ——华南国家计量测试中心的测量结果; y1 ——本计量标准的校准结果; y2 ——华南国家计量测试中心计量标准的扩展不确定度; U1 ——本计量标准的扩展不确定度; U2 4、验证结论 二等标准铂电阻标准装置的测量结果准确、有效。 计量标准技术报告——温度标准装置SCPM-0001/1.0 十一、结论 经过上述对计量标准的重复性试验、稳定性考核以及测量不确定度的分析、评定及验证，认为本计量标准符合国家计量检定系统表和有关检定规程及校准规范的要求。 十二、附加说明 无。 第 9 页 共 10 页