工業(yè)鉑 銅熱電阻檢定規(guī)程課件

JJG229-2010

工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程山東省計(jì)量科學(xué)研究院熱工室2011.91工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程一、新規(guī)程解讀二、相關(guān)計(jì)算三、不確定度分析四、建標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)復(fù)查2工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程一、新規(guī)程解讀1、范圍工業(yè)鉑熱電阻（-200～850）℃3.851×10-3℃-1工業(yè)銅熱電阻（-50～150）℃4.280×10-3℃-1首次檢定、后續(xù)檢定、使用中檢驗(yàn)3工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程2、引用文獻(xiàn)IEC60751(2008)工業(yè)鉑熱電阻及其傳感器JB/T8623-1997工業(yè)銅熱電阻技術(shù)條件及分度表4工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程

5工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程4、概述4.1組成工業(yè)鉑銅熱電阻由裝在保護(hù)管內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)鉑、銅熱電阻感溫元件組成，包括內(nèi)部連接線以及用來連接電測量儀表的外部端子（不包括測量、顯示裝置）?？珊惭b固定用的裝置和接線盒。但不含可分離的保護(hù)管或安裝套管。6工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程4.2溫度特性鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系（-200~0）℃的溫度范圍

Rt=R0［1+At+Bt2+C(t-100)t3］W=Rt/R0=1+At+Bt2+C(t-100)t3（0~850）℃的溫度范圍

Rt=R0(1+At+Bt2)W=Rt/R0=1+At+Bt2A=3.9083×10-3℃-1B=-5.7750×10-7℃-2C=-4.1830×10-12℃-47工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程5、計(jì)量性能要求5.1允差表1線繞元件和膜式元件8工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程關(guān)于“有效溫度范圍”1、來源于IEC60751:2008—temperaturerangeofvalidity2、有效溫度范圍與允差等級同時(shí)使用；

3、有效溫度范圍通常小于測量范圍；4、在檢定工作中，上、下限是指有效溫度的上、下限。9工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程5.2穩(wěn)定性鉑熱電阻在經(jīng)歷最高工作溫度672h后，其R0值的變化換算成溫度后不得大于表1規(guī)定的0℃允差的絕對值。理解：672h=28×24h“R0值的變化”---應(yīng)為絕對值

10工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程6、通用技術(shù)要求6.1.3根據(jù)測量電路的要求，熱電阻可以有二、三、四線制的接線方式，其中A級和AA級的熱電阻必須是三線制或四線制的接線方式。6.2絕緣電阻感溫元件與外殼之間、各感溫元件之間常溫絕緣電阻：不小于100MΩ高溫絕緣電阻11工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程工業(yè)熱電阻標(biāo)識舉例1×Pt100/A/4/-150/+5001支感溫元件鉑熱電阻標(biāo)稱阻值100Ω允差等級A（有效溫度范圍?)4線制接線下限溫度-150℃上限溫度500℃12工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制原則：標(biāo)準(zhǔn)器、電測儀器以及配套設(shè)備引入的擴(kuò)展不確定度換算成溫度不大于被檢熱電阻允差絕對值的1/4（或1/3）。7.1.1檢定設(shè)備（1）主標(biāo)準(zhǔn)器

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)（-196～660）℃二等用比較法檢定時(shí)的參考標(biāo)準(zhǔn)也可用滿足不確定度要求的其它標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)13工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（2）電測設(shè)備（例）

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注電測儀器（電橋或可測量電阻的數(shù)字多用表）被檢熱電阻等級電測儀器等級測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和被檢熱電阻的阻值1、電測儀器的量程應(yīng)與被測量相適應(yīng)；2、保證被測量分辨力換算成溫度后不低于0.001℃；3、測量電流引起的溫升盡可能小。AA級、A級0.005級及以上等級B級、C級0.02級及以上等級14工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（3）恒溫源

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注冰點(diǎn)槽U≤0.04℃,k=20℃也可用恒溫槽恒溫槽溫度范圍：（-50～300）℃水平溫場：≤0.01℃垂直溫場：≤0.02℃溫度變化：不大于0.04℃/10min300℃以下恒溫源足夠的插入深度高溫爐溫度范圍：（300～850）℃測量區(qū)域溫差不大于熱電阻上限溫度允差的1/8300℃以上恒溫源也可用其它高溫源液氮杜瓦瓶或液氮比較儀/196℃低溫源/15工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（4）其它

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸電勢≤1.0μV多支熱電阻用轉(zhuǎn)換器電流換向水三相點(diǎn)瓶/核查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的Rtp/絕緣電阻表直流電壓：（10～100）V10級測量絕緣電阻/16工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程關(guān)于電測設(shè)備和水三相點(diǎn)瓶的使用（1）被檢熱電阻為A級、AA級電測必須是0.005級及以上（建議Rtp經(jīng)常在三相點(diǎn)瓶中重測）；（2）被檢熱電阻為B、C級可以使用0.02級及以上電測；17工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制7.1.2環(huán)境條件溫度：（15～35）℃濕度：（30～80）%RH

同時(shí)要滿足電測設(shè)備對環(huán)境的要求18工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7、計(jì)量器具控制7.2檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)外觀+++絕緣電阻常溫+++高溫*--穩(wěn)定性*--允差0℃+++允差等級規(guī)定的上限（或下限）或100℃（首選100℃）++-19工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3檢定方法7.3.1外觀檢查7.3.2絕緣電阻的測量

（1）感溫元件與保護(hù)管之間的絕緣電阻

（2）多個(gè)感溫元件之間的絕緣電阻注意：絕緣電阻表直流電壓的選擇（常溫100V，高溫10V）20工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3檢定方法7.3.3穩(wěn)定性試驗(yàn)(1)測量R0

(2)在最高工作溫度保持672h

(3)再次測量R021工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3檢定方法7.3.4允差的檢定7.3.4.1檢定點(diǎn)的選擇

“各等級熱電阻的檢定點(diǎn)均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查α的符合性。當(dāng)Δα不符合要求時(shí)，仍需進(jìn)行上限（或下限）的溫度檢定（首選上限）。”“取消300℃點(diǎn)變通”22工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3檢定方法7.3.4允差的檢定7.3.4.2熱電阻阻值的測量方法（1）接線：標(biāo)準(zhǔn)和被檢均應(yīng)采用4線制的測量方法

23工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程24工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程（2）測量時(shí)的要求：A:測量熱電阻時(shí)應(yīng)采取電流換向；B:應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)采用交替測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和被檢熱電阻的辦法；C:交替重復(fù)不少于4次；D:對保護(hù)管可拆卸的熱電阻，需要拆除保護(hù)管；25工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3.4.3R0的檢定（1）在冰點(diǎn)槽或具有0℃的恒溫槽（偏差不超過±0.2℃）中進(jìn)行；（2）標(biāo)準(zhǔn)器、被檢熱電阻交替讀數(shù)，不少于4次；26工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3.4.3R0的檢定（3）R0的計(jì)算計(jì)算冰點(diǎn)槽偏離0℃的值：計(jì)算被檢熱電阻在0℃的阻值:計(jì)算被檢熱電阻在0℃的溫度偏差：27工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)器讀數(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)器Rtp值標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在0℃電阻比標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在0℃電阻比值對溫度的變化率冰點(diǎn)槽偏離0℃的值來自于標(biāo)準(zhǔn)器證書或在三相點(diǎn)瓶中重測得到可由標(biāo)準(zhǔn)器證書數(shù)據(jù)計(jì)算得出28工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程被檢熱電阻在0℃時(shí)的電阻值被檢熱電阻讀數(shù)平均值冰點(diǎn)槽偏離0℃的值被檢熱電阻在0℃時(shí)電阻值對溫度的變化率被檢熱電阻在0℃的溫度偏差被檢熱電阻在0℃的標(biāo)稱電阻值29工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3.4.4R100的檢定（1）恒溫槽的溫度應(yīng)控制在檢定點(diǎn)附近，不應(yīng)超過±2℃；（2）恒溫槽在10min內(nèi)溫度變化不超過±0.02℃；（3）標(biāo)準(zhǔn)器、被檢熱電阻交替讀數(shù)，不少于4次；30工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程（4）R100的計(jì)算計(jì)算恒溫槽偏離100℃的值：計(jì)算被檢熱電阻在100℃的電阻值：計(jì)算被檢熱電阻在100℃的溫度偏差值：31工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3.4.5R0、R100的合格判定(1)由被檢熱電阻在0℃、100℃的溫度偏差，依據(jù)規(guī)程表1進(jìn)行判斷；32工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程(2)由被檢熱電阻在0℃、100℃的電阻值，依據(jù)規(guī)程表5進(jìn)行判斷；33工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.3.5實(shí)際電阻溫度系數(shù)α的要求（1）計(jì)算α值（2）Δα=α-α標(biāo)稱（3）查規(guī)程表6注意：表6中Δα的允許范圍與Δt0相關(guān)34工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程表635工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程Δα的允許范圍PRTAA級（修約至小數(shù)點(diǎn)后7位）A級（修約至小數(shù)點(diǎn)后7位）B級（修約至小數(shù)點(diǎn)后6位）C級（修約至小數(shù)點(diǎn)后6位）CRT（修約至小數(shù)點(diǎn)后6位）36工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程數(shù)據(jù)處理中的要求恒溫槽溫度的控制：檢定0℃時(shí)，在0.0℃±0.2℃；

檢定100℃時(shí)，在100℃±2℃。

是為了避免在溫度值與電阻值的換算過程中因直接采用0℃和100℃的dR/dt帶來的影響。

和

的計(jì)算結(jié)果修約到1mΩ；AA級修約到0.1mΩ。

是為了減少修約帶來的誤差。Δα的取值按規(guī)程中的范圍函數(shù)計(jì)算得到，其中AA級和A級修約至10-7，B級、C級和銅熱電阻修約至10-6。37工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程7.4檢定結(jié)果的處理7.5檢定周期最長不超過1年合格檢定證書不合格檢定結(jié)果通知書（注明不合格項(xiàng)）38工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程二、相關(guān)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)W和dW/dt計(jì)算1、現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻檢定證書Rtp(Ω)25.1444Wzn（=R419.527℃/Rtp）2.56831Wsn(=R231.928℃/Rtp)1.89246W100（=R100℃/Rtp）1.39263WGa(=R29.7646℃/Rtp)1.11810a8-3.7×10-4b8-1.3×10-5自熱效應(yīng)(mK)1.939工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程2、計(jì)算任意溫度t對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻值R

40工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程3、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻W和dW/dt例：計(jì)算300℃時(shí)的W和dW/dt(1)t=300R300W300=R300/Rtp(2)dW/dt(t=300)=(W301-W299)/(301-299)41工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程三、不確定度分析不確定分量來源：1、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)：復(fù)現(xiàn)性、周期穩(wěn)定性、自熱2、電測設(shè)備3、恒溫設(shè)備的波動(dòng)和溫場不均勻4、被檢熱電阻自熱5、重復(fù)性(EXCEL)42工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程0℃測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總

標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源

標(biāo)準(zhǔn)不確定度值/mK靈敏系數(shù)不確定分量

116.53測量重復(fù)性0.79插孔間溫差

0.00電測設(shè)備誤差

16.25自熱影響

2.95-16.5122.04標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻復(fù)現(xiàn)性

1.94電測設(shè)備誤差0.00，21.06自熱影響2.31標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻穩(wěn)定性

5.7743工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程100℃測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源

標(biāo)準(zhǔn)不確定度值/mK靈敏系數(shù)不確定分量

124.23測量重復(fù)性0.57插孔間溫差

8.16電測設(shè)備誤差

22.60自熱影響

3.04-18.6729.27標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻復(fù)現(xiàn)性

1.32電測設(shè)備誤差2.84，28.10自熱影響0.00標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻穩(wěn)定性

8.0844工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程合成不確定度Rtp由測量得到時(shí)0℃：uc=17.77mK，νeff=50100℃：uc=25.73mK，νeff=50Rtp由檢定證書得到時(shí)0℃：uc=27.55mK，νeff=100100℃：uc=38.00mK，νeff=10045工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程擴(kuò)展不確定度取估計(jì)值的置信概率為95％。Rtp由測量得到時(shí)0℃：U95=2.01×17.77=36mK，k95=t95(50)=2.01100℃：U95=2.01×25.73=52mK，k95=t95(50)=2.01Rtp由檢定證書得到時(shí)0℃：U95=1.98×27.55=55mK，k95=t95(100)=1.98100℃：U95=1.98×38.00=75mK，k95=t95(100)=1.9846工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程四、對新建標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)復(fù)查的影響1、設(shè)備配置A級、AA級——0.005級電測+水三相點(diǎn)瓶B級、C級——0.02級及以上電測2、開展項(xiàng)目的溫度范圍

標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)+恒溫設(shè)備——交集例：標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)（0～420）℃

恒溫設(shè)備（-30～300）℃

開展項(xiàng)目的溫度范圍（0～300）℃3、重新進(jìn)行不確定度分析47工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程謝謝歡迎大家相互交流學(xué)習(xí)徐興業(yè)Email:48工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程五、其它資料49工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程測量不確定度評估數(shù)學(xué)模型0℃：100℃：50工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程以A級鉑熱電阻的測量為例。輸入量Δti、Δth

（含Ri和Rh）來源：Ri、Rh測量重復(fù)性，插孔之間的溫差，電測設(shè)備，測量電流引起的自熱。輸入量Δt*i和Δt*h（含R*i和R*h

、Rtp和WS0

、WS100

）來源：測量重復(fù)性，電測設(shè)備，測量電流引起的自熱和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)周期穩(wěn)定性。

不確定度分量51工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程檢定裝置的符合性A級允差Δt0max=±0.15℃Δt100max=±0.35℃U95(0℃)<0.15/4=37.5mKU95(100℃)<0.35/4=87.5mK如果測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的電阻值R*(t)，計(jì)算WS(t)時(shí)，R*tp由檢定證書得到。則U95(0℃)=55mK，大于0.15/4，不符合要求。A級鉑電阻的檢定，須用同一臺(tái)電測設(shè)備測量R*i和R*tp

。否則，應(yīng)使用0.005級及以上的電測儀器。52工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程工業(yè)熱電阻的構(gòu)成電阻體絕緣套管接線盒53工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程鉑電阻性能穩(wěn)定

鉑電阻長時(shí)間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達(dá)10-4K，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計(jì)。因此可使用統(tǒng)一的鉑熱電阻分度表，而不必在每個(gè)溫度點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。

鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關(guān)百度電阻比W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定，作為標(biāo)準(zhǔn)器的鉑電阻，W（100）≥1.3925目前技術(shù)水平已達(dá)到W（100）＝1.3930，工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為1.387～1.390。54工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程工業(yè)鉑電阻的分類工業(yè)鉑電阻的引線常被制成薄膜鉑電阻繞線鉑電阻二線三線四線常見的工業(yè)鉑電阻的感溫元件為：55工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程薄膜電阻感溫元件示意圖56工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程繞線鉑電阻元件結(jié)構(gòu)示意圖返回57工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程熱電阻的插入深度要求無論是在一種介質(zhì)或不同介質(zhì)之間，只要存在溫度梯度，傳熱就會(huì)發(fā)生。熱量傳遞的方式可以是導(dǎo)熱、對流或輻射。導(dǎo)熱是當(dāng)固體或靜止流體介質(zhì)中有溫度梯度存在，熱量就會(huì)以傳導(dǎo)的方式傳遞。對流是依靠流體的宏觀位移，將熱量由一