工業(yè)鉑、銅熱電阻規(guī)范

JJG229—20101工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于-200℃~+850℃整個(gè)或部分溫度范圍使用的溫度系數(shù)α標(biāo)稱值為3.851×10-3℃-1的工業(yè)鉑熱電阻和-200℃~+850℃整個(gè)或部分溫度范圍使用的溫度系數(shù)α標(biāo)稱值為4.280×10-3℃-1的工業(yè)銅熱電阻(以下簡稱熱電阻)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。2引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn):IEC60751(2008)Industrialplatinumresistancethermometersandplatinumtemperaturesensors(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)條件及分度表引用時(shí),應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3定義及術(shù)語3.1熱電阻resistancethermometer由一個(gè)或多個(gè)感溫電阻元件組成的,帶引線、保護(hù)管和接線端子的測溫儀器。3.2標(biāo)稱電阻值R0nominalresistanceR0熱電阻(或感溫元件)在0℃時(shí)的期望電阻值。其阻值通常有:10Ω、50Ω、100Ω、500Ω、1000Ω,它由制造商申明并標(biāo)于熱電阻上。感溫元件常以其標(biāo)稱電阻值表征,例如一個(gè)Pt100的感溫元件,其標(biāo)稱電阻值為100Ω;Cu50的感溫元件,其標(biāo)稱電阻值為50Ω。3.3工業(yè)熱電阻電阻比值WrelativeresistanceW工業(yè)熱電阻(或感溫元件)在溫度t的電阻值Rt與0℃的電阻值R0之比。其中W為標(biāo)稱電阻比值,與電阻溫度系數(shù)α有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。3.4標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻電阻比值WrelativeresistanceW標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在溫度t的電阻值Rt與在水三相點(diǎn)的電阻值Rtp之比。3.5電阻溫度系數(shù)temperaturecoefficientofresistance單位溫度變化引起電阻值的相對(duì)變化。感溫元件和熱電阻的電阻溫度系數(shù)用α表示,即α=℃-1=(W-1)×10-2℃-14概述4.1組成工業(yè)鉑、銅熱電阻由裝在保護(hù)套管內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)鉑、銅熱電阻感溫元件組成,包JJG229—201024.2.2工業(yè)銅熱電阻(CRT)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,4.2.2工業(yè)銅熱電阻(CRT)4.2溫度特性4.2.1工業(yè)鉑熱電阻(PRT)工業(yè)鉑熱電阻電阻值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系為-200℃~0℃:W=Rt/R0=1+At+Bt2+C(t-100)t3dW/dt=A+2Bt-300Ct2+4Ct30℃~850℃:W=Rt/R0=1+At+Bt2dW/dt=A+2Bt:(dW/dt)t=0=0.0039083;(dW/dt)t=100=0.0037928C=-4.1830×10-12℃-4式中:3.-07--C=-4.1830×10-12℃-4工業(yè)銅熱電阻電阻值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系為-50℃~150℃:W=Rt/R0=1+αt+βt(t-100)+γt2(t-100)dW/dt=(α-100β)+2(β-100γ)t+3γt2(dW/dt)t=0=0.0042893;(dW/dt)t=100=0.0042830式中:α=4.280×10-3℃-1;γ=1.23×10-9℃-3β=-9.31×10-8γ=1.23×10-9℃-34.2.3溫度/電阻表(分度表)當(dāng)R0為各標(biāo)稱電阻值時(shí),可將上述函數(shù)關(guān)系制成相應(yīng)的溫度/電阻表(分度表)。鉑熱電阻標(biāo)稱電阻值為100Ω的分度表見附錄B。其他類型鉑熱電阻的分度表只要將該分度表中的電阻值乘以即可(此處的R0為其他類型鉑熱電阻的標(biāo)稱電阻值)。銅熱電阻分度表亦是如此得到。附錄B分度表中的電阻值是按上述函數(shù)關(guān)系計(jì)算,并修約到小數(shù)點(diǎn)后第二位得到的。對(duì)于允差等級(jí)高于AA級(jí)的鉑熱電阻,分度表中的電阻值應(yīng)修三位。5計(jì)量性能要求5.1允差允差等級(jí)是與有效溫度范圍相對(duì)應(yīng)的。在有效溫度范圍內(nèi),熱電阻的電阻值通過分度表查算出的溫度t與真實(shí)溫度的最大偏差不得超過表1給定的允差值。表1適用于任JJG229—20103何標(biāo)稱電阻值的熱電阻。對(duì)于特定的熱電阻,若其有效溫度范圍小于該表規(guī)定的范圍,應(yīng)給予說明。表1熱電阻的允差等級(jí)和允差值熱電阻類型允差等級(jí)有效溫度范圍/℃允差值線繞元件膜式元件PRTAAABC-50~+250-100~+450-196~+600-196~+6000~+150-30~+300-50~+500-50~+600±(0.100℃+0.0017|t|)±(0.150℃+0.002|t|)±(0.30℃+0.005|t|)±(0.6℃+0.010|t|)CRT -50~+150 ±(0.30℃+0.006|t|)注:1.在600℃到850℃范圍的允差應(yīng)由制造商在技術(shù)條件中確定。2.|t|為溫度的絕對(duì)值,單位為℃。若特殊的允差等級(jí)與表1給出的允差等級(jí)不同,制造商須特別加以注明,包括相應(yīng)的有效溫度范圍。鉑熱電阻推薦的特殊允差等級(jí)應(yīng)是B級(jí)允差值的分?jǐn)?shù)或倍數(shù)(如:B級(jí)、B級(jí)、3B級(jí)等)。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(duì)值。6通用技術(shù)要求6.1外觀6.1.1熱電阻各部分裝配正確、可靠、無缺件,外表涂層應(yīng)牢固,保護(hù)管應(yīng)完整無損,不得有凹痕、劃痕和顯著銹蝕;6.1.2感溫元件不得破裂,不得有明顯的彎曲現(xiàn)象;6.1.3根據(jù)測量電路的需要,熱電阻可以有兩、三或四線制的接線方式,其中A級(jí)和AA級(jí)的熱電阻必須是三線制或四線制的接線方式。6.1.4每支熱電阻在其保護(hù)套管上或在其所附的標(biāo)簽上至少應(yīng)有下列內(nèi)容的標(biāo)識(shí):●類型代號(hào)●標(biāo)稱電阻值R0●有效溫度范圍●感溫元件數(shù)●允差等級(jí)●制造商名或商標(biāo)●生產(chǎn)年月注:1.如果用符號(hào)來表達(dá)這些信息,其標(biāo)識(shí)應(yīng)便于識(shí)別。2.檢定標(biāo)記應(yīng)置于熱電阻的保護(hù)套管上或所附的標(biāo)簽上。JJG229—201046.2絕緣電阻感溫元件與外殼,各感溫元件之間的絕緣電阻均應(yīng)符合如下規(guī)定:a)常溫絕緣電阻,熱電阻處于溫度15℃~35℃,相對(duì)濕度45%~85%的環(huán)境時(shí),絕緣電阻應(yīng)不小于100MΩ;b)高溫絕緣電阻,熱電阻在上限工作溫度的絕緣電阻應(yīng)不小于表2規(guī)定的值。表2最小絕緣電阻值最高工作溫度/℃最小絕緣電阻值/MΩ100~25020251~4502451~6500.5651~8500.27計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)。7.1檢定條件7.1.1檢定設(shè)備檢定時(shí)所需的標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備按被檢熱電阻的類型可從表3中參考選擇。選用的原則為:檢定時(shí)用的標(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(置信概率p=95%)換算成溫度值應(yīng)不大于被檢熱電阻允差絕對(duì)值的1/4(AA級(jí)以上的為1/3)。表3標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注1標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)-196℃~+660℃二等用比較法檢標(biāo)準(zhǔn)亦可用滿足不確定度要求的其他標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)2電測儀器(電橋或可測量電阻的數(shù)字多用表)A級(jí)及以上用0.005級(jí)及以上等級(jí)B級(jí)及以下用0.02級(jí)及以上等級(jí)測量范圍應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻、被檢熱電阻的電阻值范圍相適應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)器和被檢熱電阻的分辨力換算成溫度后不低于0.001℃如測量Pt100的分辨力不低于0.1mΩ測量熱電阻和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻阻值的儀器電測儀器提供給溫升盡可能小,不會(huì)對(duì)不確定度評(píng)定帶來顯著影響JJG229—20105表3(續(xù))序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注3轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸電勢≤1.0μV多支熱電阻檢定用轉(zhuǎn)換器4冰點(diǎn)槽U≤0.04℃,k=2制冰的水和加入冰槽的水必須純凈。冰水混合物必須壓緊以消除氣泡。水面應(yīng)低于冰面(10~產(chǎn)生0℃的恒溫裝置亦可用滿足不確定度要求的恒溫槽5恒溫槽溫度范圍:-50℃~+300℃水平溫場≤0.01℃垂直溫場≤0.02℃10min變化不大于0.04℃溫度t的恒溫裝置應(yīng)有足夠的置入深度。保證在允差須滿足標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)插入深度的要求6高溫爐溫度范圍t:300℃~850℃測量區(qū)域溫差不大于熱電阻上限溫度允差的1/8高溫源,檢定300℃以上的上限溫度用可用符合要求的其他高溫源7水三相點(diǎn)瓶及其保溫容器核查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的Rtp用用同一臺(tái)電測儀器測量Rtp和Ri*、R可顯著減小測量不確定度8液氮杜瓦瓶或液氮比較儀低溫源,檢定-196℃下限溫度用9絕緣電阻表直流電壓10V~100V10級(jí)測量熱電阻的絕緣電阻7.1.2環(huán)境條件環(huán)境溫度:15℃~35℃。電測設(shè)備應(yīng)符合相應(yīng)的環(huán)境要求。相對(duì)濕度:30%~80%。7.2檢定項(xiàng)目首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗(yàn)的檢定項(xiàng)目見表4。表4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*- JJG229—20106表4(續(xù))檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗(yàn)穩(wěn)定性*- 允差0℃點(diǎn)+++允差等級(jí)規(guī)定的上限(或下限)溫度或100℃點(diǎn)(應(yīng)首選100℃)++ 注:1.表中“+”表示應(yīng)檢定,“-”表示可不檢定,“*”表示當(dāng)用戶要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢定。2.在R0和R100合格,而電阻溫度系數(shù)α不符合要求時(shí)(詳見7.3.5),仍應(yīng)進(jìn)行允差等級(jí)規(guī)定的上限溫度的檢定。7.3檢定方法7.3.1外觀檢查按6.1.1~6.1.4的要求檢查熱電阻和感溫元件的保護(hù)套管外部,應(yīng)無肉眼可見的損傷。同時(shí)按6.1.4的要求檢查標(biāo)識(shí)、檢定標(biāo)記等,確定熱電阻是否符合管理性的要求。7.3.2絕緣電阻的測量a)常溫絕緣電阻的測量。應(yīng)把熱電阻的各接線端短路,并接到一個(gè)直流100V的兆歐表的一個(gè)接線端,兆歐表的另一接線端應(yīng)與熱電阻的保護(hù)管連接,測量感溫元件與保護(hù)管之間的絕緣電阻;有兩個(gè)感溫元件的熱電阻,還應(yīng)將兩熱電阻的各接線端分別短路,并接到一個(gè)直流100V的兆歐表的兩個(gè)接線端,測量感溫元件之間的絕緣電阻。b)高溫絕緣電阻的測量。測量方法與上述相同,所用的直流電壓應(yīng)不超過10V,熱電阻應(yīng)在最高工作溫度保持2h后進(jìn)行絕緣電阻的測量。注:若熱電阻的保護(hù)套管由絕緣材料制成,不需檢查保護(hù)管與感溫元件之間的絕緣電阻。7.3.3穩(wěn)定性試驗(yàn)672h。此后再次測量0℃的電阻值,熱電阻R0的變化應(yīng)不超過0℃允差的要求。7.3.4允差的檢定7.3.4.1檢定點(diǎn)的選擇各等級(jí)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),仍須進(jìn)行上限(或下限)溫度的檢定(首選上限)。注:上述上、下限溫度指的是表1中相應(yīng)允差等級(jí)有效溫度范圍的上、下限溫度。如制造商注明的有效溫度范圍小于表中規(guī)定的上、下限溫度,按制造商注明的選擇。7.3.4.2熱電阻阻值的測量方法熱電阻(包括感溫元件)和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的電阻值測量均應(yīng)采用四線制的測量方法。感溫元件的電阻值應(yīng)從其連接點(diǎn)起計(jì)算,熱電阻的電阻值應(yīng)從整支熱電阻的接線端子起計(jì)算。JJG229—20107在測量二線制的熱電阻時(shí),也應(yīng)接成四線制進(jìn)行。應(yīng)考慮從感溫元件連接點(diǎn)到熱電阻端子間內(nèi)引線的電阻值,若制造商提供引線的電阻值,則測量結(jié)果應(yīng)扣除引線電阻值。否則,引線電阻應(yīng)包括在感溫元件內(nèi)。在測量三線制的熱電阻時(shí),為消除引線電阻r的影響,可分別按圖1(a)和圖1(b)-,Ra和Rb。由于Ra=Rt+r,Rb=Rt+2r,則三線制熱電阻的電(a)(b)圖1三線制熱電阻測試接線方法電測儀器可以選用符合測量準(zhǔn)確度要求的電橋或數(shù)字多用表。為削弱熱電勢的影響,用數(shù)字多用表測量電阻時(shí)應(yīng)采取電流換向,取平均值。考慮恒溫槽溫度隨時(shí)間變化的因素,應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)采用交替測量熱電阻和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的辦法,交替重復(fù)不少于4次(包括電流換向),分別取平均值作為測量結(jié)果。7.3.4.3R0的檢定在冰點(diǎn)槽(或具有0℃的恒溫槽,偏差不超過±0.2℃)中測量熱電阻的電阻值,并與標(biāo)準(zhǔn)器測量冰點(diǎn)槽的溫度進(jìn)行比較,計(jì)算其0℃的偏差值Δt0。對(duì)保護(hù)管可拆卸的熱電阻,為縮短熱平衡時(shí)間,可將感溫元件連同引出線一并從內(nèi)襯管和保護(hù)管中取出,放置在內(nèi)徑略大于感溫元件直徑的玻璃試管中,管口用脫脂棉塞緊,插入冰點(diǎn)槽,被一層不小于30mm的冰水混合物所包圍,在測量前必須將冰水混合物壓緊以消除氣泡,測量中也要始終維持該狀態(tài)。保護(hù)管不可拆卸的熱電阻,檢定時(shí)必須要有足夠的熱平衡時(shí)間,待測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方可讀數(shù)。如果使用0℃恒溫槽,熱電阻應(yīng)有足夠的插入深度,盡可能減少熱損失。檢定AA級(jí)以上的熱電阻,為減小測量不確定度,建議在水三相點(diǎn)瓶中測量,通過計(jì)算得到R0值。R0的計(jì)算(方法步驟):a)冰點(diǎn)槽偏離0℃的值Δti*由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測量得到。其值按公式(1)計(jì)算:Δti*=-W)/(dW/dt)t=0(1)式中:Ri*,R———標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在冰點(diǎn)槽和水三相點(diǎn)測得的電阻值,Ω,W;W,(dW/dt)t=0———標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻0℃時(shí)的電阻比值和電阻比值對(duì)溫度的變化率。注:檢定AA級(jí)熱電阻時(shí),R的電阻值必須在三相點(diǎn)瓶中用電測儀器重新測量,有利于改善測量不確定度(檢定A級(jí)熱電阻時(shí)如果使用0.02級(jí)的測量儀器,必須重測R才能滿足測量不確定度的要求)。檢定其他等級(jí)的熱電阻時(shí)如果對(duì)該電阻值沒有異議,可直接從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的檢定證書中獲得。JJG229—20108b)測量被檢熱電阻在冰點(diǎn)槽的電阻值Ri,計(jì)算熱電阻的R。R由公式(2)計(jì)算得到:R=Ri-Δti*·(dR/dt)t=0(2)式中:(dR/dt)t=0———被檢熱電阻在0℃時(shí),電阻值對(duì)溫度的變化率,Ω/℃;其中:Pt100的(dR/dt)t=0=0.39083Ω/℃;RC2修約到0.1mΩ。c)計(jì)算被檢熱電阻0℃的溫度偏差Δt0。R值對(duì)應(yīng)的溫度與0℃的差值Δt0可按公式(3)計(jì)算,其值應(yīng)符合相應(yīng)允差等級(jí)的要求:Δt0=式(3)也可表示為R-R0(dR/dt)t=0(3)Δt0=-Δti*=Δti-Δti*式中:Δti—由被檢熱電阻在冰點(diǎn)槽中測得的偏離0℃的差,℃;Δti*—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在冰點(diǎn)槽中測得的偏離0℃的差,℃。7.3.4.4R100和Rt的檢定在100℃的恒溫槽中測量熱電阻的電阻值,并與標(biāo)準(zhǔn)器測量的溫度進(jìn)行比較,計(jì)算其100℃的偏差值Δt100。其他溫度點(diǎn)的檢定也是如此。可拆卸熱電阻的檢定與R0的檢定一樣,可將感溫元件放置在玻璃試管中,檢定溫度高于400℃時(shí)應(yīng)放置在石英試管中。熱電阻檢定時(shí)在恒溫槽中應(yīng)有足夠的插入深度,盡可能減少熱損失。合適的插入深度,是在熱平衡后繼續(xù)增加插入深度1cm,在重新達(dá)到熱平衡后電阻值的變化不應(yīng)超過允差的5%。如制造商另有規(guī)定,則按規(guī)定的插入深度進(jìn)行檢定。若溫度t高于500℃,則不應(yīng)把熱電阻快速地從槽中移到室溫的空氣中,而應(yīng)以小于1℃/min的速率隨槽冷卻至500℃,然后再從控溫槽中取出。恒溫槽的溫度應(yīng)控制在檢定點(diǎn)附近,不應(yīng)超過±2℃,同時(shí)要求10min之內(nèi)變化不超過±0.02℃。R100的計(jì)算(方法步驟):a)恒溫槽偏離100℃的溫度Δt由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測量得到。偏離100℃的值Δt按公式(4)計(jì)算:Δt=-W)/(dW/dt)t=100(4)式中:R—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在約100℃的恒溫槽中測得的電阻值,Ω,W;W,(dW/dt)t=100———標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻100℃的電阻比值和電阻比值隨溫度的變化率。b)測量被檢熱電阻在100℃恒溫槽中的電阻值Rh,計(jì)算熱電阻的R′100。JJG229—20109熱電阻的R′100由公式(5)計(jì)算得到:(5)R′100=Rh-Δt·(dR/dt)t=100(5)式中:Rh—被檢熱電阻在約100℃的恒溫槽測得的電阻值,Ω;(dR/dt)t=100———被檢熱電阻在100℃時(shí),電阻值對(duì)溫度的變化率,Ω/℃;其中:Pt100的(dR/dt)t=100=0.37928Ω/℃;Cu100的(dR/dt)t=100=0.42830Ω/℃。R′100的計(jì)算結(jié)果修約到1mΩ;AA級(jí)以上等級(jí)修約到0.1mΩ。c)計(jì)算被檢熱電阻100℃的溫度偏差Δt100。計(jì)算R′100與100℃標(biāo)稱值R100的差,并按公式(6)換算成溫度值Δt100,應(yīng)符合相應(yīng)允差等級(jí)的要求:(6)(6)式(6)也可表示為Δt100=-Δt=Δth-Δt式中:Δth—由被檢熱電阻在100℃恒溫槽中測得的偏離100℃的差,℃;Δt—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在100℃恒溫槽中測得的偏離100℃的差,℃。7.3.4.5R0和R100電阻值的合格判斷熱電阻的允差可以換算成相應(yīng)的電阻值表示。表5列出了Pt100和Cu100符合允差要求的R0和R100范圍。因此,0℃和100℃允差檢定的合格判斷也可以直接從公式(2)和公式(5)計(jì)算得到的值,通過查表5來判斷電阻值是否在允差范圍內(nèi)。表5Pt100和Cu100符合允差要求的R0和R100范圍檢定點(diǎn)Pt100標(biāo)稱值及允差/ΩCu100標(biāo)稱值及允差/ΩAAABCR0100.000±0.039100.000±0.059100.000±0.117100.000±0.234100.000±0.129R100138.506±0.102138.506±0.133138.506±0.303138.506±0.607142.800±0.385注:1.標(biāo)稱電阻值不為100Ω的其他熱電阻(和感溫元件),符合允差要求的R0和R100范圍只要將上述表格中的數(shù)值乘以即可。2.上述的合格判斷方法可以作為受檢熱電阻是否合格的一種判據(jù)。3.制造商出廠合格的判據(jù)和用戶拒收的不合格判據(jù),依據(jù)IEC60751(2008)標(biāo)準(zhǔn)的要求必須考慮測量不確定度的因素,即制造商出廠檢驗(yàn)的測量結(jié)果迭加擴(kuò)展不確定度后均落在允差帶里面方可認(rèn)定為合格;用戶驗(yàn)收的測量結(jié)果迭加擴(kuò)展不確定度后全部落在允差帶外面方可認(rèn)定為不合格。7.3.5實(shí)際電阻溫度系數(shù)α的要求在R和R′100符合允差要求的條件下,還應(yīng)檢查α的符合性。被檢熱電阻的實(shí)際電10阻溫度系數(shù)α,可以用R和R′100值按α的定義計(jì)算獲得。當(dāng)α偏離標(biāo)稱值的大小(即Δα)符合表6要求時(shí),該熱電阻的允差檢定項(xiàng)目合格。否則還應(yīng)進(jìn)行上限溫度的檢定才能最終得出允差檢定項(xiàng)目是否合格的結(jié)論。對(duì)于B級(jí)、C級(jí)的薄膜鉑熱電阻,上限溫度大于300℃時(shí),應(yīng)有制造商型式試驗(yàn)合格的信息。否則,應(yīng)進(jìn)行上限溫度的檢定。表6給出了各允差等級(jí)熱電阻的Δα允許范圍,該范圍與熱電阻在0℃的偏差Δt0有關(guān)。附錄A描述了Δα與Δt0的關(guān)系。表6Δ“的允許范圍(與Δt0有關(guān))熱電阻類型α標(biāo)稱值/℃-1等級(jí)(上限溫度)Δt0/℃Δα/10-6℃-1鉑熱電阻0.003851AA(250℃)+0.104.0~-10.00.007.0~-7.0-0.1010.0~-4.0(-7.0-30Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(7.0-30Δt0)×10-6℃-1上限溫度為150℃(薄膜鉑熱電阻),應(yīng)取:(-8.5-40Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(8.5-40Δt0)×10-6℃-1A(450℃)+0.153.6~-10.40.007.0~-7.0-0.1510.4~-3.6(-7.0-23Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(7.0-23Δt0)×10-6℃-1B(600℃)+0.308~-200.0014~-14-0.3020~-8(-14-21Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(14-21Δt0)×10-6℃-1C(600℃)+0.6019~-450.0032~-32-0.6045~-19(-32-21Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(32-21Δt0)×10-6℃-1銅熱電阻0.004280 (150℃)+0.3020~-480.0034~-34-0.3048~-20(-34-47Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(34-47Δt0)×10-6℃-1注:R對(duì)應(yīng)的Δt0在上述范圍內(nèi)時(shí),Δα的取值可以按表中的范圍函數(shù)計(jì)算得到,其中AA級(jí)和A級(jí)修約至10-7,B級(jí)、C級(jí)和銅熱電阻修約至10-6。JJG229—2010117.4檢定結(jié)果的處理按本規(guī)程要求檢定合格的熱電阻,出具該等級(jí)合格的檢定證書;檢定不合格的出具檢定結(jié)果通知書,并注明不合格項(xiàng)目。作為出廠檢定及用戶驗(yàn)收的檢定結(jié)果應(yīng)給出判定依據(jù)和測量不確定度。7.5檢定周期熱電阻的檢定周期可根據(jù)使用條件、頻繁程度和重要性來確定,最長不得超過1年。12附錄AΔ“允許范圍Δα的允許范圍與實(shí)測的R0有關(guān),即與Δt0有關(guān)。圖A.1~圖A.5是各類熱電阻算Δα的允許范圍。Δα=f(Δt0)極限函數(shù)的圖形,描述了Δα算Δα的允許范圍。圖A.1AA級(jí)熱電阻Δα的取值范圍圖A.1中Δα的極限函數(shù)為(-7.0-30Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(7.0-30Δt0)×----例如:Δt0=0.05℃時(shí),Δα的上、下限范圍為5.5×10-6℃-1~-8.5×圖A.2A級(jí)熱電阻Δα的取值范圍13圖A.2中Δα的極限函數(shù)為(-7.0-23Δt0)×10-4℃-1≤Δα≤(7.0-23Δt0)×----例如:Δt0=0.00℃時(shí),Δα的上、下限范圍為7.0×10-6℃-1~-7.0×圖A.3B級(jí)熱電阻Δα的取值范圍圖A.3中Δα的極限函數(shù)為(-14-21Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(14-21Δt0)×----例如:Δt0=0.00℃時(shí),Δα的上、下限范圍為14×10-6℃-1~-14×圖A.4C級(jí)熱電阻Δα的取值范圍圖A.4中Δα的極限函數(shù)為(-32-21Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(32-21Δt0)×----例如:Δt0=0.00℃時(shí),Δα的上、下限范圍為32×10-6℃-1~-32×14圖A.5銅熱電阻Δα的取值范圍圖A.5中Δα的極限函數(shù)為(-34-47Δt0)×10-6℃-1≤Δα≤(34-47Δt0)×----例如:Δt0=0.00℃時(shí),Δα的上、下限范圍為34×10-6℃-1~-34×JJG229—201015附錄B溫度/電阻關(guān)系表B.1Pt100鉑熱電阻(α=3.851×10-3℃-1)的溫度/電阻關(guān)系表t/℃電阻值/Ωt/℃0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-20018.52-200-19022.8322.4021.9721.5421.1120.6820.2519.8219.3818.95-190-18027.1026.6726.2425.8225.3924.9724.5424.1123.6823.25-180-17031.3430.9130.4930.0729.6429.2228.8028.3727.9527.52-170-16035.5435.1234.7034.2833.8633.4433.0232.6032.1831.76-160-15039.7239.3138.8938.4738.0537.6437.2236.8036.3835.96-150-14043.8843.4643.0542.6342.2241.8041.3940.9740.5640.14-140-13048.0047.5947.1846.7746.3645.9445.5345.1244.7044.29-130-12052.1151.7051.2950.8850.4750.0649.6549.2448.8348.42-120-11056.1955.7955.3854.9754.5654.1553.7553.3452.9352.52-110-10060.2659.8559.4459.0458.6358.2357.8257.4157.0156.60-100-9064.3063.9063.4963.0962.6862.2861.8861.4761.0760.66-90-8068.3367.9267.5267.1266.7266.3165.9165.5165.1164.70-80-7072.3371.9371.5371.1370.7370.3369.9369.5369.1368.73-70-6076.3375.9375.5375.1374.7374.3373.9373.5373.1372.73-60-5080.3179.9179.5179.1178.7278.3277.9277.5277.1276.73-50-4084.2783.8783.4883.0882.6982.2981.8981.5081.1080.70-40-3088.2287.8387.4387.0486.6486.2585.8585.4685.0684.67-30-2092.1691.7791.3790.9890.5990.1989.8089.4089.0188.62-20-1096.0995.6995.3094.9194.5294.1293.7393.3492.9592.55-100100.0099.6199.2298.8398.4498.0497.6597.2696.8796.480t/℃電阻值/Ωt/℃01234567890100.00100.39100.78101.17101.56101.95102.34102.73103.12103.51010103.90104.29104.68105.07105.46105.85106.24106.63107.02107.401016表(續(xù))t/℃電阻值/Ωt/℃012345678920107.79108.18108.57108.96109.35109.73110.12110.51110.90111.292030111.67112.06112.45112.83113.22113.61114.00114.38114.77115.153040115.54115.93116.31116.70117.08117.47117.86118.24118.63119.014050119.40119.78120.17120.55120.94121.32121.71122.09122.47122.865060123.24123.63124.01124.39124.78125.16125.54125.93126.31126.696070127.08127.46127.84128.22128.61128.99129.37129.75130.13130.527080130.90131.28131.66132.04132.42132.80133.18133.57133.95134.338090134.71135.09135.47135.85136.23136.61136.99137.37137.75138.1390100138.51138.88139.26139.64140.02140.40140.78141.16141.54141.91100110142.29142.67143.05143.43143.80144.18144.56144.94145.31145.69110120146.07146.44146.82147.20147.57147.95148.33148.70149.08149.46120130149.83150.21150.58150.96151.33151.71152.08152.46152.83153.21130140153.58153.96154.33154.71155.08155.46155.83156.20156.58156.95140150157.33157.70158.07158.45158.82159.19159.56159.94160.31160.68150160161.05161.43161.80162.17162.54162.91163.29163.66164.03164.40160170164.77165.14165.51165.89166.26166.63167.00167.37167.74168.11170180168.48168.85169.22169.59169.96170.33170.70171.07171.43171.80180190172.17172.54172.91173.28173.65174.02174.38174.75175.12175.49190200175.86176.22176.59176.96177.33177.69178.06178.43178.79179.16200210179.53179.89180.26180.63180.99181.36181.72182.09182.46182.82210220183.19183.55183.92184.28184.65185.01185.38185.74186.11186.47220230186.84187.20187.56187.93188.29188.66189.02189.38189.75190.11230240190.47190.84191.20191.56191.92192.29192.65193.01193.37193.74240250194.10194.46194.82195.18195.55195.91196.27196.63196.99197.35250260197.71198.07198.43198.79199.15199.51199.87200.23200.59200.95260270201.31201.67202.03202.39202.75203.11203.47203.83204.19204.55270280204.90205.26205.62205.98206.34206.70207.05207.41207.7720848208.84209.20209.56209.91210.27210.63210.98211.34211.70290300212.05212.41212.76213.12213.48213.83214.19214.54214.90215.2530017表(續(xù))t/℃電阻值/Ωt/℃0123456789310215.61215.96216.32216.67217.03217.38217.74218.09218.44218.80310320219.15219.51219.86220.21220.57220.92221.27221.63221.98222.33320330222.68223.04223.39223.74224.09224.45224.80225.15225.50225.85330340226.21226.56226.91227.26227.61227.96228.31228.66229.02229.37340350229.72230.07230.42230.77231.12231.47231.82232.17232.52232.87350360233.21233.56233.91234.26234.61234.96235.31235.66236.00236.35360370236.70237.05237.40237.74238.09238.44238.79239.13239.48239.83370380240.18240.52240.87241.22241.56241.91242.26242.60242.95243.29380390243.64243.99244.33244.68245.02245.37245.71246.06246.40246.75390400247.09247.44247.78248.13248.47248.81249.16249.50249.85250.19400410250.53250.88251.22251.56251.91252.25252.59252.93253.28253.62410420253.96254.30254.65254.99255.33255.67256.01256.35256.70257.04420430257.38257.72258.06258.40258.74259.08259.42259.76260.10260.44430440260.78261.12261.46261.80262.14262.48262.82263.16263.50263.84440450264.18264.52264.86265.20265.53265.87266.21266.55266.89267.22450460267.56267.90268.24268.57268.91269.25269.59269.92270.26270.60460470270.93271.27271.61271.94272.28272.61272.95273.29273.62273.96470480274.29274.63274.96275.30275.63275.97276.30276.64276.97277.31480490277.64277.98278.31278.64278.98279.31279.64279.98280.31280.64490500280.98281.31281.64281.98282.31282.64282.97283.31283.64283.97500510284.30284.63284.97285.30285.63285.96286.29286.62286.95287.29510520287.62287.95288.28288.61288.94289.27289.60289.93290.26290.59520530290.92291.25291.58291.91292.24292.56292.89293.22293.55293.88530540294.21294.54294.86295.19295.52295.85296.18296.50296.83297.16540550297.49297.81298.14298.47298.80299.12299.45299.78300.10300.43550560300.75301.08301.41301.73302.06302.38302.71303.03303.36303.69560570304.01304.34304.66304.98305.31305.63305.96306.28306.61306.93570580307.25307.58307.90308.23308.55308.87309.20309.52309.84310.1658018表(續(xù))t/℃電阻值/Ωt/℃0123456789590310.49310.81311.13311.45311.78312.10312.42312.74313.06313.39590600313.71314.03314.35314.67314.99315.31315.64315.96316.28316.60600610316.92317.24317.56317.88318.20318.52318.84319.16319.48319.80610620320.12320.43320.75321.07321.39321.71322.03322.35322.67322.98620630323.30323.62323.94324.26324.57324.89325.21325.53325.84326.16630640326.48326.79327.11327.43327.74328.06328.38328.69329.01329.32640650329.64329.96330.27330.59330.90331.22331.53331.85332.16332.48650660332.79333.11333.42333.74334.05334.36334.68334.99335.31335.62660670335.93336.25336.56336.87337.18337.50337.81338.12338.44338.75670680339.06339.37339.69340.00340.31340.62340.93341.24341.56341.87680690342.18342.49342.80343.11343.42343.73344.04344.35344.66344.97690700345.28345.59345.90346.21346.52346.83347.14347.45347.76348.07700710348.38348.69348.99349.30349.61349.92350.23350.54350.8435146351.77352.08352.38352.69353.00353.30353.61353.92354.22720730354.53354.84355.14355.45355.76356.06356.37356.67356.98357.28730740357.59357.90358.20358.51358.81359.12359.42359.72360.03360.33740750360.64360.94361.25361.55361.85362.16362.46362.76363.07363.37750760363.67363.98364.28364.58364.89365.19365.49365.79366.10366.40760770366.70367.00367.30367.60367.91368.21368.51368.81369.11369.41770780369.71370.01370.31370.61370.91371.21371.51371.81372.11372.41780790372.71373.01373.31373.61373.91374.21374.51374.81375.11375.41790800375.70376.00376.30376.60376.90377.19377.49377.79378.09378.39800810378.68378.98379.28379.57379.87380.17380.46380.76381.06381.35810820381.65381.95382.24382.54382.83383.13383.42383.72384.01384.31820830384.60384.90385.19385.49385.78386.08386.37386.67386.96387.25830840387.55387.84388.14388.43388.72389.02389.31389.60389.90390.19840850390.4885019B.2Cu100銅熱電阻(α=4.280×10-3℃-1)的溫度/電阻關(guān)系表t/℃電阻值/Ωt/℃0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-5078.48-50-4082.8082.3781.9481.5181.0780.6480.2179.7879.3578.92-40-3087.1186.6886.2585.8285.3984.9684.5284.0683.6683.23-30-2091.4190.9890.5590.1289.6989.2688.8388.4087.9787.54-20-1095.7195.2894.8594.4293.9993.5693.1392.7092.2791.84-100100.0099.5799.1498.7198.2897.8597.4297.0096.5796.140t/℃電阻值/Ωt/℃01234567890100.00100.43100.86101.29101.72102.14102.57103.00103.42103.86010104.29104.72105.14105.57106.00106.43106.86107.29107.72108.141020108.57109.00109.43109.86110.28110.71111.14111.57112.00112.422030112.85113.28113.71114.14114.56114.99115.42115.85116.27116.703040117.13117.56117.99118.41118.84119.27119.70120.12120.55120.984050121.41121.84122.26122.69123.12123.55123.97124.40124.83125.265060125.68126.11126.54126.97127.40127.82128.25128.68129.11129.536070129.96130.39130.82131.24131.67132.10132.53132.96133.38133.817080134.24134.67135.09135.52135.95136.38136.81137.23137.66138.098090138.52138.95139.37139.80140.23140.66141.09141.52141.94142.3790100142.80143.23143.66144.08144.51144.94145.37145.80146.23146.66100110147.08147.51147.94148.37148.80149.23149.66150.09150.52150.94110120151.37151.80152.23152.66153.09153.52153.95154.38154.81155.24120130155.67156.10156.52156.95157.38157.81158.24158.67159.10159.53130140159.96160.39160.82161.25161.68162.12162.55162.98163.41163.84140150164.2715020附錄C檢定記錄格式計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器熱電阻1熱電阻2標(biāo)準(zhǔn)器名稱送檢單位送檢單位編號(hào)樣品名稱樣品名稱電測設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格型號(hào)規(guī)格編號(hào)樣品編號(hào)樣品編號(hào)環(huán)境溫、濕度℃%RH制造廠制造廠檢定地點(diǎn)等級(jí)等級(jí)證書RtpΩ樣品狀態(tài)樣品狀態(tài)實(shí)測RtpΩ外觀外觀W0證書編號(hào)證書編號(hào)dW0/dt℃-1W100dW100/dt℃-1項(xiàng)目Ri*RR0R100R0R100測量值/Ω123456平均值/Ω修正值Δt*/℃換算成電阻值/ΩRa修正后Rt/Ω Rb修正后Rt/Ω 2Ra-Rb/Ω—Δt/Ω α/×10-3℃-1 常溫絕緣電阻/MΩ 檢定結(jié)論 *不確定度U,k=2*:必要時(shí)給出。檢定員:計(jì)算:復(fù)核:核驗(yàn):檢定日期:21附錄D檢定證書和檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式D.1檢定證書內(nèi)頁格式檢定結(jié)果外觀常溫絕緣電阻MΩR0ΩR100ΩRtΩα×10-3℃-1不確定度U,k=2D.2檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式檢定結(jié)果外觀常溫絕緣電阻MΩR0ΩR100ΩRtΩα×10-3℃-1不確定度U,k=2不合格項(xiàng)目:22附錄E工業(yè)鉑熱電阻測量結(jié)果的不確定度評(píng)估E.1被測對(duì)象鉑熱電阻Pt100。AA級(jí)(或A級(jí)、B級(jí)及C級(jí)),測量點(diǎn):0℃和100℃,允許偏差見表E.1。表E.1允許偏差檢定點(diǎn)/℃允許偏差/℃AAABC0±0.10±0.15±0.30±0.6100±0.27±0.35±0.80±1.6E.2測量標(biāo)準(zhǔn)E.2.1二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)證書給出的參數(shù)見表E.2。表E.2二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)證書給出的(及推算出的)參數(shù)tWStWdW/dt0℃0.9999680.0039898100℃1.3927270.0038700Rtp=24.8437ΩE.2.2電測設(shè)備HY2003A熱電阻測量儀,測量范圍(0~220)Ω,分辨力0.1mΩ,MPE:±(0.01%讀數(shù)+1.0mΩ)。E.3測量方法100℃的恒溫槽中待溫度穩(wěn)定后通過測量標(biāo)準(zhǔn)與被檢的值,由標(biāo)準(zhǔn)算出實(shí)際溫度然后通過公式計(jì)算得出被檢的實(shí)際值R和R′100。E.4數(shù)學(xué)模型檢定點(diǎn)0℃,測量誤差的數(shù)學(xué)模型:Δt0=-=Δti-Δti*(E.1)檢定點(diǎn)100℃,測量誤差的數(shù)學(xué)模型:Δt100=-=Δth-Δt(E.2)式中符號(hào)的含義同正文。從數(shù)學(xué)模型中可以觀察到,0℃檢定點(diǎn)的輸入量有:Ri,Ri*、R和W;100℃檢定點(diǎn)的輸入量有:Rh,R、R和W。(dR/dt)t=0、(dR/dt)t=100、(dW/dt)t=0、(dW/dt)t=100的不確定度很小,可以忽JJG229—201023略不計(jì)。E.5輸入量Δti、Δth的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti)和u(Δth)的評(píng)定有4個(gè)主要不確定度來源: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。E.5.1測量的重復(fù)性u(píng)(Ri1)和u(Ri2)———A類不確定度以A級(jí)鉑熱電阻的三組24次重復(fù)性試驗(yàn)為例:a)檢定0℃時(shí)的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp為sp=s=6.14×10-4Ω實(shí)際測量以4次測量值平均值為測量結(jié)果,所以u(píng)(Ri1)=3.07×10-4Ω。換算成溫度:u(Δti1)=(d))t=0=3.004=0.79mK,ν1=69。b)檢定100℃時(shí)的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp為sp=s=4.34×10-3Ω實(shí)際測量以4次測量值平均值為測量結(jié)果,所以u(píng)(Rh1)=2.17×10-3Ω。換算成溫度:u(Δth1)=()=0=2.014=0.57mK,ν1=69。E.5.2插孔之間的溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti2)和u(Δth2)———B類不確定度冰點(diǎn)槽插孔之間的溫差很小,可以忽略不計(jì)。水沸點(diǎn)槽插孔之間的溫場均勻性不超過0.01℃;檢定過程中溫度波動(dòng)不超過±0.02℃/10min,因標(biāo)準(zhǔn)和被檢的時(shí)間常數(shù)不同,估計(jì)將有不大于0.01℃的遲滯。 均服從均勻分布,k=3。因此: u(Δth2)==8.16mKE.5.計(jì)標(biāo)2自u(píng)2th3)—B類不確定度熱電阻測量儀的測量誤差是主要的不確定度來源,四端轉(zhuǎn)換開關(guān)雜散電勢引起的不確定度相對(duì)很小(換算成電阻,不超過±1mΩ),可以忽略不計(jì)。檢定0℃時(shí),熱電阻測量儀的不確Ω×0.01%+0.001=0.0110Ω,在區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為均勻分布,k=3。則u(Ri3)==6.35×10-3Ω換算成溫度:u(Δti3)=6.033=16.25mK檢定100℃時(shí),電阻測量儀的不確定度區(qū)間半寬為138.51Ω×0.01%+0.001=JJG229—2010240.01485Ω,在區(qū)間內(nèi)可認(rèn)為均=5731則0-3Ω換算成溫度:u(Δth3)=8.053=22.60mKE.5.計(jì)確1(t)50。B類不確定度電測設(shè)備供感溫元件的測量電流為1mA,根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)感溫元件一般有約2mΩu(Ri4)=u(u(Ri4)=u(Rh4)=1.15×10-3Ω換算成溫度:u(Δti4)=2.95mKu(Δth4)=3.04mK估計(jì)相對(duì)不確定度均為20%,則其自由度ν4=12。E.5.5u(Δti)和u(Δth)的計(jì)算由于上述4個(gè)不確定度之間相互獨(dú)立,因此合成為u(Δti)=0.792+16.252+2.952=16.53mKνeff=53.3u(Δth)=0.572+8.162+22.602+3.042=24.23mKνeff=61.6E.6輸入量Δti*和Δt的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti*)和u(Δt)的評(píng)定主要有4個(gè)不確定度來源:標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的復(fù)現(xiàn)性和電阻比值的周期穩(wěn)定性,電測設(shè)備的測量誤差,測量電流引起的自熱。E.6.1二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻復(fù)現(xiàn)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti)和u(Δt1)———B類不確定度=3.4mK,電測設(shè)備在水三相點(diǎn)、冰點(diǎn)槽和100℃恒溫槽內(nèi)測量某標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和被檢熱電阻的電阻值見表E.3。表E.3電測設(shè)備的測量值(含允差檢定結(jié)果)檢定點(diǎn)t標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)R*t工業(yè)鉑熱電阻Rt水三相點(diǎn)24.8440Ω冰點(diǎn)槽內(nèi)24.8429Ω100.0378Ω100℃油槽內(nèi)34.6005Ω138.5380Ω允差檢定結(jié)果如下:修正值:Δti*=0.9999968=-3.08mKΔt=1.3921092727=-0.426mK測量偏差:Δt0=100.0730.000+0.00308=0.098℃R0=100.0383ΩΔt100=138.53.1.5055+0.00426=0.090℃R100=138.5396Ω溫度系數(shù):α=0.003848659℃-1,Δα=-1.89×10-6℃-1。符合A級(jí)要求。JJG229—201025a)同一臺(tái)電測設(shè)備測量Ri*和R的不確定度評(píng)估因W=,用同一臺(tái)電測設(shè)備測量Ri*和R時(shí),測量結(jié)果具有相關(guān)性。對(duì)W的全微分:dW=-=(0.01%Rt*+0.001)-(0.01%R+0.001)=W的最大誤差為±,估計(jì)為均勻分布,k=3,則檢定0℃時(shí):u(W)=