JJG229-2010

工業鉑、銅熱電阻檢定規程山東省計量科學研究院熱工室徐興業2011.91ppt課件JJG229-2010

工業鉑、銅熱電阻檢定規程1ppt課件一、新規程解讀二、相關計算三、不確定度分析四、建標及標準復查2ppt課件2ppt課件一、新規程解讀1、范圍工業鉑熱電阻（-200～850）℃3.851×10-3℃-1工業銅熱電阻（-50～150）℃4.280×10-3℃-1首次檢定、后續檢定、使用中檢驗3ppt課件一、新規程解讀1、范圍3ppt課件2、引用文獻IEC60751(2008)工業鉑熱電阻及其傳感器JB/T8623-1997工業銅熱電阻技術條件及分度表4ppt課件2、引用文獻4ppt課件

5ppt課件

5ppt課件4、概述4.1組成工業鉑銅熱電阻由裝在保護管內的一個或多個鉑、銅熱電阻感溫元件組成，包括內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管或安裝套管。6ppt課件4、概述6ppt課件4.2溫度特性鉑熱電阻的電阻-溫度關系（-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℃-47ppt課件4.2溫度特性7ppt課件5、計量性能要求5.1允差表1線繞元件和膜式元件8ppt課件5、計量性能要求8ppt課件關于“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。9ppt課件關于“有效溫度范圍”9ppt課件5.2穩定性鉑熱電阻在經歷最高工作溫度672h后，其R0值的變化換算成溫度后不得大于表1規定的0℃允差的絕對值。理解：672h=28×24h“R0值的變化”---應為絕對值

10ppt課件5.2穩定性10ppt課件6、通用技術要求6.1.3根據測量電路的要求，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11ppt課件6、通用技術要求11ppt課件工業熱電阻標識舉例1×Pt100/A/4/-150/+5001支感溫元件鉑熱電阻標稱阻值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℃12ppt課件工業熱電阻標識舉例1×Pt100/A/4/-150/+5007、計量器具控制原則：標準器、電測儀器以及配套設備引入的擴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檢定設備（1）主標準器

13ppt課件7、計量器具控制13ppt課件7、計量器具控制7.1.1檢定設備（2）電測設備（例）

14ppt課件7、計量器具控制14ppt課件7、計量器具控制7.1.1檢定設備（3）恒溫源

15ppt課件7、計量器具控制15ppt課件7、計量器具控制7.1.1檢定設備（4）其它

16ppt課件7、計量器具控制16ppt課件關于電測設備和水三相點瓶的使用（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經常在三相點瓶中重測）；（2）被檢熱電阻為B、C級可以使用0.02級及以上電測；17ppt課件17ppt課件7、計量器具控制7.1.2環境條件溫度：（15～35）℃濕度：（30～80）%RH

同時要滿足電測設備對環境的要求18ppt課件18ppt課件7、計量器具控制7.2檢定項目19ppt課件7、計量器具控制19ppt課件7.3檢定方法7.3.1外觀檢查7.3.2絕緣電阻的測量

（1）感溫元件與保護管之間的絕緣電阻

（2）多個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）20ppt課件7.3檢定方法20ppt課件7.3檢定方法7.3.3穩定性試驗(1)測量R0

(2)在最高工作溫度保持672h

(3)再次測量R021ppt課件21ppt課件7.3檢定方法7.3.4允差的檢定檢定點的選擇

“各等級熱電阻的檢定點均應選擇0℃和100℃，并檢查α的符合性。當Δα不符合要求時，仍需進行上限（或下限）的溫度檢定（首選上限）。”“取消300℃點變通”22ppt課件7.3檢定方法22ppt課件7.3檢定方法7.3.4允差的檢定熱電阻阻值的測量方法（1）接線：標準和被檢均應采用4線制的測量方法

23ppt課件7.3檢定方法23ppt課件24ppt課件24ppt課件（2）測量時的要求：A:測量熱電阻時應采取電流換向；B:應在盡可能短的時間內采用交替測量標準鉑電阻和被檢熱電阻的辦法；C:交替重復不少于4次；D:對保護管可拆卸的熱電阻，需要拆除保護管；25ppt課件（2）測量時的要求：25ppt課件R0的檢定（1）在冰點槽或具有0℃的恒溫槽（偏差不超過±0.2℃）中進行；（2）標準器、被檢熱電阻交替讀數，不少于4次；26ppt課件26ppt課件R0的檢定（3）R0的計算計算冰點槽偏離0℃的值：計算被檢熱電阻在0℃的阻值:計算被檢熱電阻在0℃的溫度偏差：27ppt課件R0的檢定27ppt課件標準器讀數平均值標準器Rtp值標準鉑電阻在0℃電阻比標準鉑電阻在0℃電阻比值對溫度的變化率冰點槽偏離0℃的值來自于標準器證書或在三相點瓶中重測得到可由標準器證書數據計算得出28ppt課件標準器讀數平均值標準器Rtp值標準鉑電阻在0℃電阻比標準鉑電被檢熱電阻在0℃時的電阻值被檢熱電阻讀數平均值冰點槽偏離0℃的值被檢熱電阻在0℃時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℃的標稱電阻值29ppt課件被檢熱電阻在0℃時的電阻值被檢熱電阻讀數平均值冰點槽偏離0℃R100的檢定（1）恒溫槽的溫度應控制在檢定點附近，不應超過±2℃；（2）恒溫槽在10min內溫度變化不超過±0.02℃；（3）標準器、被檢熱電阻交替讀數，不少于4次；30ppt課件R100的檢定30ppt課件（4）R100的計算計算恒溫槽偏離100℃的值：計算被檢熱電阻在100℃的電阻值：計算被檢熱電阻在100℃的溫度偏差值：31ppt課件（4）R100的計算31ppt課件R0、R100的合格判定(1)由被檢熱電阻在0℃、100℃的溫度偏差，依據規程表1進行判斷；32ppt課件R0、R100的合格判定32ppt課件(2)由被檢熱電阻在0℃、100℃的電阻值，依據規程表5進行判斷；33ppt課件(2)由被檢熱電阻在0℃、100℃的電阻值，依據規程表5進行7.3.5實際電阻溫度系數α的要求（1）計算α值（2）Δα=α-α標稱（3）查規程表6注意：表6中Δα的允許范圍與Δt0相關34ppt課件7.3.5實際電阻溫度系數α的要求34ppt課件表635ppt課件表635ppt課件Δα的允許范圍PRTAA級（修約至小數點后7位）A級（修約至小數點后7位）B級（修約至小數點后6位）C級（修約至小數點后6位）CRT（修約至小數點后6位）36ppt課件Δα的允許范圍PRT36ppt課件數據處理中的要求恒溫槽溫度的控制：檢定0℃時，在0.0℃±0.2℃；

檢定100℃時，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

的計算結果修約到1mΩ；AA級修約到0.1mΩ。

是為了減少修約帶來的誤差。Δα的取值按規程中的范圍函數計算得到，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。37ppt課件數據處理中的要求恒溫槽溫度的控制：檢定0℃時，在0.0℃±07.4檢定結果的處理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果通知書（注明不合格項）38ppt課件7.4檢定結果的處理合格檢定證書不合格檢定結果通知書（注明不二、相關計算標準鉑電阻溫度計W和dW/dt計算1、現有的標準鉑電阻檢定證書39ppt課件二、相關計算39ppt課件2、計算任意溫度t對應的標準鉑電阻值R

40ppt課件2、計算任意溫度t對應的標準鉑電阻值R

40ppt課件3、計算標準鉑電阻W和dW/dt例：計算300℃時的W和dW/dt(1)t=300R300W300=R300/Rtp(2)dW/dt(t=300)=(w301-w299)/(301-299)41ppt課件3、計算標準鉑電阻W和dW/dt例：計算300℃時的W和dW三、不確定度分析不確定分量來源：1、二等標準鉑電阻溫度計：復現性、周期穩定性、自熱2、電測設備3、恒溫設備的波動和溫場不均勻4、被檢熱電阻自熱5、重復性(EXCEL)42ppt課件三、不確定度分析不確定分量來源：42ppt課件0℃測量的標準不確定度匯總

43ppt課件0℃測量的標準不確定度匯總43ppt課件100℃測量的標準不確定度匯總44ppt課件100℃測量的標準不確定度匯總44ppt課件合成不確定度Rtp由測量得到時0℃：uc=17.77mK，νeff=50100℃：uc=25.73mK，νeff=50Rtp由檢定證書得到時0℃：uc=27.55mK，νeff=100100℃：uc=38.00mK，νeff=10045ppt課件合成不確定度Rtp由測量得到時45ppt課件擴展不確定度取估計值的置信概率為95％。Rtp由測量得到時0℃：U95=2.01×17.77=36mK，k95=t95(50)=2.01

100℃：U95=2.01×25.73=52mK，k95=t95(50)=2.01

Rtp由檢定證書得到時0℃：U95=1.98×27.55=55mK，k95=t95(100)=1.98

100℃：U95=1.98×38.00=75mK，k95=t95(100)=1.9846ppt課件擴展不確定度取估計值的置信概率為95％。46ppt課件四、對新建標準及標準復查的影響1、設備配置A級、AA級——0.005級電測+水三相點瓶B級、C級——0.02級及以上電測2、開展項目的溫度范圍

標準鉑電阻溫度計+恒溫設備——交集例：標準鉑電阻溫度計（0～420）℃

恒溫設備（-30～300）℃

開展項目的溫度范圍（0～300）℃3、重新進行不確定度分析47ppt課件四、對新建標準及標準復查的影響1、設備配置47ppt課件謝謝歡迎大家相互交流學習徐興業Email:85175277@48ppt課件48ppt課件五、其它資料49ppt課件五、其它資料49ppt課件測量不確定度評估數學模型0℃：100℃：50ppt課件測量不確定度評估數學模型50ppt課件以A級鉑熱電阻的測量為例。輸入量Δti、Δth

（含Ri和Rh）來源：Ri、Rh測量重復性，插孔之間的溫差，電測設備，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：測量重復性，電測設備，測量電流引起的自熱和標準鉑電阻溫度計周期穩定性。

不確定度分量51ppt課件以A級鉑熱電阻的測量為例。不確定度分量51ppt課件檢定裝置的符合性A級允差Δt0max=±0.15℃Δt100max=±0.35℃U95(0℃)<0.15/4=37.5mKU95(100℃)<0.35/4=87.5mK如果測量標準鉑電阻溫度計的電阻值R*(t)，計算WS(t)時，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，須用同一臺電測設備測量R*i和R*tp

。否則，應使用0.005級及以上的電測儀器。52ppt課件檢定裝置的符合性A級允差52ppt課件工業熱電阻的構成電阻體絕緣套管接線盒53ppt課件工業熱電阻的構成電阻體53ppt課件鉑電阻性能穩定

鉑電阻長時間穩定的復現性可達10-4K，是目前測溫復現性最好的一種溫度計。因此可使用統一的鉑熱電阻分度表，而不必在每個溫度點上進行復雜的計算。

鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關百度電阻比W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實用溫標規定，作為標準器的鉑電阻，W（100）≥1.3925目前技術水平已達到W（100）＝1.3930，工業用鉑電阻的純度W（100）為1.387～1.390。54ppt課件鉑電阻性能穩定鉑電阻長時間穩定的復現性可達10-4工業鉑電阻的分類工業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鉑電阻的感溫元件為：55ppt課件工業鉑電阻的分類工業鉑電阻的引線常被制成薄膜鉑電阻二線常見的薄膜電阻感溫元件示意圖56ppt課件薄膜電阻感溫元件示意圖56ppt課件繞線鉑電阻元件結構示意圖返回57ppt課件繞線鉑電阻元件結構示意圖返回57ppt課件熱電阻的插入深度要求無論是在一種介質或不同介質之間，只要存在溫度梯度，傳熱就會發生。熱量傳遞的方式可以是導熱、對流或輻射。導熱是當固體或靜止流體介質中有溫度梯度存在，熱量就會以傳導的方式傳遞。對流是依靠流體的宏觀位移，將熱量由一處帶到另一處的傳遞現象。熱電阻在恒溫槽中進行檢定時一部分浸沒在恒溫槽中，有一部分是暴露在室溫中的，因此傳熱主要以導熱和對流的方式進行。為了盡可能降低導熱的影響應減少暴露在室溫的熱電阻面積。規程中將感溫元件從保護套管中卸下放入玻璃套管中，使感溫