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1、工业铂热电阻测量不确定度评定IndustryPlatinumResistanceAssessofMeasureUncertainty葛纪全刘猛肖红军(沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司,辽宁沈阳110143)摘要:热电阻温度计是利用金属导体或金属氧化物等半导体做测温物质,利用随温度变化的电阻做测温量。热电阻的稳定性较好,准确度较高,是温度测量用主要传感器之一。由于工业铂铜热电阻检定规程在2010年换版为JJG229-2010,本文重点对B级工业用铂电阻温度计的测量不确定度进行分析,讨论了热电阻在0℃、
2、100℃,测量不确定度的来源,主要影响因素。关键词:不确定度;标准铂电阻温度计;冰点槽;数学模型表1允许偏差1校准用标准器、配套设备111校准用标准器标准铂电阻温度计,温度范围-196℃～660℃,准确度等级:二等标准。112配套设备电测仪表,准确的等级:要求0102级以上冰点槽、恒温槽、绝缘电阻表等2测量原理211检定点的选择各等级热电阻的检定点均应选择0℃和100℃,并检查α的符合性。212热电阻阻值的测量方法允许偏差/℃检定点/℃B级C级±0130±0180±016±1160100312测量标准
3、(1)二等标准铂电阻温度计二等标准铂电阻温度计证书给出的参数见表2。表2二等标准铂电阻温度计证书给出的(及推算出的)参数SStWtdWt/dt0℃100℃0199996011113927464401003988300100386787Rtp=2513381Ω(2)电测设备数字多用表2010,测量档(10～100)Ω,分辨率10μΩ,MPE:±(010052%×读数+010009%×量程)。测量档(100～1000)Ω,分辨率100μΩ,MPE:±(010050%×读数+010002%×量程)。313测
4、量方法用比较法进行测量。将二等标准铂电阻温度计和被检铂热电阻同时插入冰点和100℃的恒温槽中待温度稳定后通过测量标准和被测的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值R′0和R′100。图1热电阻和标准热电阻的电阻值均应采用四线制的测量方法。感温元件的电阻值应从其连接点计算,热电阻的电阻值应从整支热电阻的接线端子起计算,测量二线制的热电阻时,也应该成四线制进行。应考虑从感温元件连接点到热电阻端子间内引线的电阻值,测量三线制的热电阻时,为消除引线电阻r的影响,可分别按图1图2的接线方式测量,
5、得到Ra和Rb。由于Ra=Rt+r,Rb314数学模型检定点0℃,测量误差的数学模型:WSSRi-R0i-W03Δt0=(dR/dt)-=Δti-Δi(1)t=0(dWS/dt)tt=03WS=Ri(2)tR3=Rt+2r,则三线制热电阻的电阻值为Rt=2Ra-3不确定度分析311被测对象Rbtp检定点100℃,测量误差的数学模型:WS-WSRh-R100h100=Δth-Δt3Δt100=-(dWSh(dR/dt)t=100t/dt)铂热电阻Pt100。B级,测量点:0℃和100℃,允许偏差见表1。
6、t=100(3)葛纪全等:工业铂热电阻测量不确定度评定59Spu(Ri1)==3107×10-4Ω43107×10-4u(Ri1)u(Δti1)=(dR/dt)v1=69。=0179mK=01039083t=0②检定100℃时的合并样本标准差Sp为Sp图2u(Rh1)==2117×10-4Ω34WS=Rh(4)h33Rtp1∑S2=4134×10-3ΩS=pi3i=1式中:Ri—被检铂电阻温度计在冰点槽内测得的电阻值,Ω;R0—被检铂电阻温度计在0℃的标称电阻值,Ω;(dR/dt)t=0—被检铂电阻温
7、度计在0℃时,电阻值对实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以Spu(Rh1)==2117×10-4Ω4换算成温度u(Δth1)温度的变化率,Ω/℃;WS—标准铂电阻温度计在冰点槽tu(R)h1=0157mK,v1==(dR/dt)内测得的电阻比值;WS—标准铂电阻温度计在0℃时测0t=0得的电阻比值;(dWS/dt)69—在0℃时的标准铂电阻温tt=0(2)插孔之间的温度引入的标准不确定度u(Δti2)和u(Δth2)———B类不确定度冰点槽插孔之间的温度很小,可以忽略不计。水沸点槽插孔之间的温场
8、均匀性不超过;检定过程中波动不超过±0102/10min,因标准和被检的时间常数不同,估计将有大于0101℃的迟滞。均服从均匀分布,k=3。度计电阻比值对温度的变化率;Δti—由被检铂热电阻在冰点槽中测得的偏离0℃的差,℃;Δt3—标准铂电阻温i度计在冰点槽中测得的偏离0℃的差,℃;R3、R3、itpR3—标准铂电阻温度计在冰点槽,100℃的恒温槽的水h三相点测得的电阻值;Rh—在100℃附近温度h时,被检铂热电阻测得的电阻平均值,Ω;R100—被检铂电
