测量不确定度.铂电阻

工业铂热电阻不确定度评定一、概述1.1测量依据：JJG 229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。

1.2测量环境条件：温度：（15~35）℃，恒温槽温度（20±0.1）℃；湿度（30％RH~80％RH ）。

1.3测量标准：二等标准铂电阻,编号为210498，检定合格；配套设备：制冷恒温槽，编号为：08416，扩展不确定度为U =0.005℃，k =2；标准恒温槽，编号为08403，扩展不确定度为U =0.005℃，k =2。

电测设备：热工信号校验仪，编号为210635709，扩展不确定度为U =0.001mV ，k =2；数字多用表，编号为4489431。

1.4被测对象：工业铂电阻，型号：Pt100，编号：192434。

1.5测量方法：工业铂热电阻在满足电阻温度系数，测量0℃和100℃，测量0℃时，将被检和标准同时插入一定深度的制冷恒温槽；测量100℃时，将被检和标准同时插入一定深度的标准恒温槽。

标准读数与被检读数的差值即是改点温度偏差值。

1.6评定结果的使用：在符合或十分接近上述条件下工业铂热电阻温度测量，一般可参照使用本不确定度的评定结果。

二、数学模型0i 0t t t -=∆式中：0t ∆—校准温度点与实际温度的差值，℃； t i —被检读数，℃；t 0—标准读数，℃；三、不确定度来源3.1标准铂电阻引入的标准不确定度u 13.1.1标准铂电阻稳定性引入的标准不确定度u 1i ； 3.1.2 标准铂电阻自热效应引入的标准不确定度u 1o ； 3.2 制冷恒温槽温场引入的标准不确定度u 2 3.3 标准恒温槽引入的标准不确定度u 3 3.4电测设备引入的标准不确定度u 43.4.1 接标准铂电阻的数字多用表引入的标准不确定度u 4x ； 3.4.2 接被检的热工信号校验仪引入的标准不确定度u 4y ；3.5被检铂电阻测量重复性引入的标准不确定度u 5 四、标准不确定度评定分析4.1 标准铂电阻引入的标准不确定度u 1，采用B 类方法评定。

工业铂热电阻示值误差的测量不确定度评定摘要；JJG229-2010《工业铂、铜热电阻》检定规程、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定及表示》，在温度为25℃，相对湿度为60%的条件下，用二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统对性能稳定的工业铂热电阻进行10次重复性测量，然后根据其示值误差的数学模型，通过对引起其不确定度的分量分析，进行标准不确定度的A类和B类评定，进而评定出汽车制动操纵力计示值误差测量结果不确定度。

关键词：不确定度1. 概述：工作用铂、铜热电阻检定工作由二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统完成，在规定环境条件下，将一支被检 B级 Pt100 工业铂热电阻与标准铂电阻温度计同时插入精密恒温水槽和100℃的精密恒温油槽中，待温度稳定后通过测量标准和被检的值，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和。

1.数学模型检定点0℃，测量误差的数学模型：检定100℃，测量误差的数学模型：、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的温度偏差。

℃、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。

℃、——标准铂电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。

℃、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的标称电阻值。

Ω、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽中测得的0℃和在精密恒温油槽中测得的100℃时的电阻值。

Ω、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时电阻值对温度的变化率。

Ω / ℃、——标准铂电阻在0℃、100℃时电阻比值。

、——标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中的电阻比值。

、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的电阻值，、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的电阻值。

为标准工业铂热电阻在水三相点瓶中的电阻值。

工业铂热电阻测量结果的不确定度评估E1被测对象铂热电阻Pt100。

AA 级（或A 级、B 级及C 级），测量点：0℃和100℃，允许偏差见表E1。

表E1 允许偏差E2 测量标准E2.1 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如表E2所示。

表E2 二等标准铂电阻温度计证书给出的参数tW t SdW t S /dt0℃ 0.999968 0.0039898 100℃1.3927270.0038700R tp =24. 8437ΩE2.2 电测设备HY2003A 热电阻测量仪，测量范围（“0～220）Ω，分辨力0.1m Ω，MPE ：±(0.01%读数＋1.0m Ω)。

E3 测量方法：用比较法进行测量。

将二等标准铂电阻温度计与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与被检的值，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。

E4 数学模型检定点0℃，测量误差的数学模型：S ii W R t S t S S i t i t t dt dW W W dt dR R R t ∆-∆=---=∆==00000)/()/( （E1）检定点100℃，测量误差的数学模型：S hh W R t S t SS h t h t t dt dW W W dt dR R R t ∆-∆=---=∆==100100100100100)/()/( （E2） 式中符号的含义同正文。

从数学模型中可以观察到，0℃检定点的输入量有： R i ，R *i 、R *t p 和W S 0；100℃检定点的输入量有： R h ，R *h 、R *tp 和W S 100。

10001000)/()/()/()/(====t S t t S t t t dt dW dt dW dt dR dt dR 的不确定度很小，可以忽略不计。

E5 输入量Δt Ri 、Δt Rh 的标准不确定度u (Δt Ri )和u (Δt Rh )的评定有4个主要不确定度来源：R i 、R h 测量重复性，插孔之间的温差，电测设备，测量电流引起的自热。

铂热电阻校准结果的不确定度评定摘要：铂电阻温度计因其测温准确度高、稳定性好、测温范围广等优点，在温度测量领域得到了广泛的应用。

目前我公司温度测量最常用的温度传感器是Pt100铂热电阻温度计。

铂热电阻温度计作为温度的测量主要工具，需要定期计量来确保数据准确可靠。

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的研究方法与分析步骤，对铂热电阻温度计的校准结果进行不确定度来源的分析和评定。

关键词：铂热电阻；校准结果；不确定度；校准能力0.引言：铂热电阻温度计是利用其电阻随温度的变化而变化的特性研制而成，其准确度较高。

但长期在高温高湿的环境下，准确度会随着环境的变化以及长期使用震动，污染等因素影响下，电阻温度系数会产生漂移，稳定性和可靠性会逐渐下降，影响温度测量结果的准确性。

因此，铂热电阻需进行周期检定或校准，保证测量数据的准确性。

根据JJG 229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》采用规程要求准确度的标准器和配套设备，开展铂热电阻温度计的校准工作，使其测量结果满足使用要求。

1.测量方法：1.1.标准器及其配套设备（干井炉校准法）Kaye Validator 2000验证系统：—笔记本电脑（PC）；—验证仪（Validator2000）；—标准探头（IRTD-400）；—高温干井炉（HTR-400）/低温干井炉（CTR-40）；1.2.校准的环境条件温度：（15～35）℃，相对湿度：（30～80）%。

1.3.外观检查1.3.1.铂热电阻各部分装配正确、可靠、无--缺件，外表涂层应牢靠，保护管应完整无损，不得有凹痕、划痕和显著锈蚀。

1.4.校准温度点的选择选择铂热电阻正常使用的温度点。

1.5.校准1.5.1.按公司《Kaye Validator2000多点温度分布验证仪标准操作规程》要求将电脑、验证仪、标准探头和干井炉进行连接。

1.5.2.设定干井炉温度为校准的温度点，加热至设定温度并稳定10min以上。

二等标准铂电阻测量误差不确定度的评定本文简单介绍二等标准铂电阻测量误差不确定度的评价过程及相关计算，供计量检定人员对对二等标准铂电阻温度计测量误差不确定度数据进行分析。

1、概述①测量依据：JJG229-2010《工业铂、铜热电阻》。

②测量环境：温度15-35℃；湿度30-80%RH。

③标准器及配套设备：二等标准铂电阻WZPB-2，8508A型数字多用表。

④被测对象：B级铂热电阻Pt100，测量点0℃和100℃，允许偏差分别为±0.3℃和±0.8℃。

⑤测量过程：用比较法进行测量。

将二等标准铂电阻与被检铂热电阻同时插入0℃的制冷恒温槽和100℃的恒温油槽中，待温度稳定后通过测量标准与被检的值，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R0′和R100′。

2、数学(测量)模型①检定点0℃，测量误差的数学模型：式中：为被检铂电阻在冰点槽的实测电阻值，Ω；为被检铂电阻0℃时的电阻值，Ω；为被检铂电阻0℃时，电阻值对温度的变化率，Ω/℃；为标准铂电阻在冰点槽的实测电阻值，Ω；为标准铂电阻0℃时的电阻值，Ω；为标准铂电阻0℃时的电阻值对温度的变化率，Ω/℃；为被检热电阻在0℃时的偏差，℃；为由被检热电阻在低温槽中测得的偏离0℃的差，℃；为标准铂电阻温度计在低温槽中测得的偏离0℃的差，℃。

②检定点100℃，测量的数学误差模型：从数学模型可以观察到，0℃检定点的输入量有、、和；100℃检定点的输入量有、、和。

、、、的不确定度很小，可以忽略不计。

3、影响量(输入量)的标准不确定度评定①输入量、的标准不确定度、的评定。

A、由测量重复性引入的标准不确定度和———A类不确定度。

以B级铂热电阻的三组24次重复性试验为例：a、检定0℃时的合并样本标准差sp为：实际测量以6次测量平均值作为测量结果，则：换算成温度：b、检定100℃时的合并样本标准差sp为：实际测量以6次测量平均值作为测量结果，则：换算成温度：B、电测设备引入的标准不确定度上级证书给出，检定0℃时，测温仪的不确定度区间半宽为0.003℃，k=2。

二等铂电阻温度计标准装置检定结果不确定度分析不确定度是对测量结果受测量误差影响不确定程度的描述，本文依据《JJG （气象）002-2015自动气象站温度传感器检定规程》完成检定结果重复性试验，并依据《JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示》的要求，完成二等铂电阻温度计标准装置检定结果进行分析，确保气象用铂电阻温度传感器观测数据的可靠性。

关键字：铂电阻温度传感器;不确定度，二等铂电阻1. 前言测量不确定度[1]是“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数”。

意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，是定量说明测量结果的质量的一个参数。

测量结果是否可信根据测量误差来判断，但是测量误差只能体现结果的短期质量。

测量过程是否持续受控，测量结果是否能保持稳定一致，测量能力是否符合相关要求，就需要用测量不确定度来衡量。

测量不确定度越大，表示偏差可能越大;测量不确定度越小，表示数值可能更稳定。

不过，不管测量不确定度多小，测量不确定度范围必须包括真值（一般用约定真值代替），否则表示测量过程已经失效。

朱乐坤[2]对自动气象站各要素传感器检定结果做了不确定度分析，2014年陈桂生[3]对工业铂热电阻不同检定方法的可信度进行了研究评定;2015年郑亮等[4]对自动气象站气象要素计量性能要求进行了探讨。

2. 二等铂电阻温度计检定装置二等铂电阻温度计标准装置由标准铂电阻温度计、高精密直流测温电桥、制冷恒温槽和数字多用表等组成，利用铂电阻值随温度变化而变化的特性，对自动气象站铂电阻温度传感器进行检定，检定规程为《JJG（气象）002-2015自动气象站温度传感器检定规程》。

2.1标准器及配套设备标准器：一等标准铂电阻温度计，测量范围（-190～+420）℃;配套设备：（1）高精密直流测温电桥，测量范围0.01Ω～500kΩ，不确定度等级为0.0001级;（2）制冷恒温槽，波动度：≤±0.01℃/30min，均匀度：≤0.01℃;（3）数字多用表：测量范围100 -1000 ，测试分辨率0.1 。

工业铂电阻测量结果不确定度评定一、测量过程简述：1、测量依据：根据国家JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。

2、测量环境条件：温度19.8℃，湿度32.0%RH 。

3、测量标准：二等标准铂电阻温度计。

4、被测对象：工业铂热电阻。

5、评定方法：用二等铂电阻温度计队工业用的铂电阻进行检定，以水的沸点100℃为例利用比较法对该点测量结果进行不确定度评定。

二、评定的数学模型：()()()**∆•+=t t x t dt dR R dt dR R R /// 式中： Rt —t 温度时被测热电阻的实际电阻值；Rx —t 温度附近x ℃时被测热电阻测得的电阻值；()t dt dR /—t 温度时被测热电阻随温度的变化率；()*t dt dR /—t 温度时标准铂电阻温度计电阻随温度的变化率； ()****-=∆∆x t R R R R —； R t ＊—t 温度时标准温度计的电阻值；R x ＊—x ℃时标准铂电阻温度计的电阻值；三、各输入量的标准不确定度的评定标准不确定度u (R x )记作u (x )由5个不确定度分量构成1、二等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度()1x u 的评定在0℃时，根据检定规程规定，Rtp 的检定周期不稳定性为1.9mk ，属正态分布，k =2，则：mk mk x u 95.029.1)(1==同理，100℃时，根据检定规程规定，Rtp 的检定周期不稳定性为1.9mk ，属正态分布，k =2，则：mk mk x u 95.029.1)(1== 2、恒温槽带来的不确定度()2x u0℃制冷恒温槽制冷恒温槽的扩展不确定度()06.02=x u ℃，k =2不确定度区间的半宽：30mk 0.03℃℃/206.0===a认为均匀分布，则3=k ()mk mk k a x u 32.173302===估计()()1.022=∆x u x u ，则自由度()502=x v 。