二等铂电阻温度计标准装置

二等铂热电阻的等级
二等标准铂电阻温度计是国家级至国际级的计量器具，我国已经生产制造出此种装置，并在计量院进行定期的计量与校准。

它广泛应用于工业测温、表征二等标准热电阻温度计、检定一等标准热电阻温度计、以及温度量值传递等方面。

二等标准铂电阻温度计由一个铂电阻温度计、一个不锈钢管、一个铜制连接端子组成。

其制造所依据的检定规程是《二等标准铂电阻温度计》（JJG 130—2011），该规程由国家质量监督检验检疫总局于2011年11月7日发布，自2012年4月7日起施行。

其基本技术要求为：温度计长度应不小于430mm，直径应不大于4mm，内部应光滑，无锈迹或其他杂质，端面应平整，整体无缺陷；不锈钢套管应无锈蚀，且具有良好的热响应性，其热响应时间不大于15s；铜制连接端子应具有可靠的电气连接和机械连接性能，能承受至少200N的拉力而不松动或断裂。

此外，二等标准铂电阻温度计的电阻值应在（100±0.06）Ω范围内；温度范围应在（-259.32～500）℃之间，允差不超过±（0.3℃+5×10-3℃）。

由于其等级高、精度高、稳定性好等特点，二等标准铂电阻温度计成为目前最高级别的温度标准器之一，对保证测温量值的准确统一和量值传递具有不可替代的作用。

同时，它的出现也为工业自动化领域中的测温元件校准提供了有力支持。

由于二等标准铂电阻温度计的制造涉及到多个领域的知识和技术，如材料科学、精密加工、电学等，因此其制造难度较大，需要具备较高的技术水平和生产条件。

同时，由于其制造过程中涉及到贵金属的使用，因此也需要具备一定的经济实力和生产规模。

计量标准技术报告目录一、建立计量标准的目的…………………………………（3 ）二、计量标准的工作原理及其组成………………………（3 ）三、计量标准器及主要配套设备…………………………（4 ）四、计量标准的主要技术指标……………………………（5 ）五、环境条件………………………………………………（5 ）六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………（6 ）七、计量标准的重复性考核………………………………（7 ）八、计量标准的稳定性考核………………………………（8 ）九、检定或校准结果的测量不确定度评定………………（9 ）十、检定或校准结果的验证 (13)十一、结论 (14)十二、附加说明 (14)七、计量标准的重复性试验使用该装置在正常工作的情况下，对Pt100的热电阻在0℃重复测量10次，数据如下：单位：（Ω）序号测量值X i U ＝X i －U 21 100.0417 -9×10-4 ８１×10-42 100.0417 -9×10-4 ８１×10-43 100.0427 +１×10-4-4１×10-4 4 100.0427 +1×10-4-4１×10-45 100.0427 +1×10-4 １×10-46 100.0427 +１×10-4 １×10-47 100.0429 +３×10-4９×10-48 100.0429 +3×10-4 ９×10-49 100.0431 +5×10-4 ２５×10-410 100.0431 +5×10-4 ２５×10-4求和 1000.426２３４×10-4求平均值100.0426s ＝1)(2--∑n X Xi＝9102348-⨯＝5.10×104-（Ω）化为温度为0.0013℃。

二等铂电阻温度计标准装置是一种用于测量温度的精密仪器，主要用于检定和校准工业铂电阻温度计。

二等标准铂电阻温度计是温度计量中的重要标准，其测量结果的准确性对于保障国家温度计量的一致性和准确性具有重要意义。

二等铂电阻温度计标准装置的主要组成部分包括：
1. 铂电阻温度计：作为测量温度的基准，铂电阻温度计具有高精度、稳定性好、线性度好等特点。

2. 温度控制器：用于控制恒温环境，保证铂电阻温度计在测量过程中不受环境温度影响。

3. 数据处理系统：用于采集铂电阻温度计的电阻值，并将其转换为温度值。

此外，数据处理系统还可对测量结果进行处理和分析，以评定测量不确定度。

4. 通信接口：用于与外部设备（如计算机、示波器等）进行数据交换。

5. 电源系统：为整个装置提供稳定的电源。

二等铂电阻温度计标准装置的工作原理：
当温度发生变化时，铂电阻的电阻值也会随之变化。

通过测量铂电阻的电阻值，可以间接地得知温度变化。

为了确保测量结果的准确性，二等铂电阻温度计标准装置采用了比较法进行测量。

即在已知温度条件下，将待测铂电阻与标准铂电阻进行比较，从而得出待测铂电阻的温度值。

在实际应用中，二等铂电阻温度计标准装置的测量不确定度主要来源于以下几个方面：
1. 标准铂电阻的不确定度：包括标准铂电阻自身的精度、稳定性等因素。

2. 环境温度的影响：环境温度的变化会影响铂电阻的电阻值，从而影响测量结果。

3. 测量方法的不确定度：包括测量设备的分辨率、测量次数、数据处理方法等因素。

4. 操作人员的影响：操作人员的技术水平、经验等因素也会对测量结果产生影响。

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 。

Q/YDSY云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院企业标准YDSY.ZY.JL－02－2008二等铂电阻温度计标准装置操作作业指导书受控印章2008年06月30日发布 2008年07月01日实施云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院YDSY.ZY.JL-02－2008前言为进一步加强云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院质量管理工作，促进和提高整体管理水平，完善作业流程，规范作业操作方法，由质量保证部组织，编写了二等铂电阻温度计标准装置操作作业指导书。

该作业指导书的编写遵循了我国标准化、规范化和国际通用的贯标模式要求。

该作业指导书纳入院质量管理体系管理。

本作业指导书由云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院计量所提出。

本作业指导书由云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院质量保证部归口管理。

本作业指导书主要编写人：本作业指导书主要审核人：本作业指导书批准人：YDSY.ZY.JL-02－2008目录1 目的 (1)2 适用范围 (1)3 引用标准 (1)4 支持性文件 (1)5 技术术语 (1)6 安全措施 (1)7 作业准备 (2)8 作业周期及维护 (3)9 设备主要技术参数 (4)10 作业流程 (4)11 作业项目、工艺要求及质量标准 (5)12 作业中可能出现的主要异常现象及对策 (9)13 作业后的验收与交接 (9)14 附录：质量记录清单 (9)1 目的1.1 保证标准装置安全、正常运行。

1.2 指导检定/校准人员正确、规范的使用标准装置，防止误操作造成标准器及配套设备的损害。

1.3 保证检定/校准活动的正确、可靠。

2 适用范围2.1 适用于工业用铂、铜热电阻的检定/校准。

其范围为：（0～850）℃2.2 适用于二等铂电阻温度计标准装置的使用和维护。

3 引用标准下列标准所包含的条文，通过引用而构成本作业指导书的条文。

本书出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本规程的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

计量标准技术报告
计量标准名称二等铂电阻温度计标准装置计量标准负责人xx
建标单位名称xxx有限公司
填写日期2023.4.20
目录
一、建立计量标准的目的…………………………………………………… ( 3 )
二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………( 3 )
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………( 4 )
四、计量标准的主要技术指标 (5)
五、环境条件……………………………………………………………( 5 )
六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( 6 )
七、计量标准的稳定性考核…………………………………………………( 7 )
八、检定或校准结果的重复性试验……………………………………………( 8 )
九、检定或校准结果的不确定度评定 (9)
十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( 15 ) 十一、结论……………………………………………………………………( 16 ) 十二、附加说明…………………………………………………………………( 16 )
注：应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。

二等铂电阻温度计标准装置不确定度分析1.计量标准器具概述1、建立计量标准器具的目的、意义和用途：工业铂电阻温度计、双金属温度计、玻璃温度计、廉金属热电偶广泛用于温度测量，它们的准确性与稳定性直接影响工艺参数。

为保证军、民品的质量及温度传感器测量的准确，量值统一，因此拟建立二等标准铂电阻温度计标准装置，开展工业铂电阻温度计、双金属温度计、玻璃温度计、廉金属热电偶的检定工作。

2、计量标准器具的组成和工作原理：计量标准装置由二等标准铂电阻温度计、数字多用表、标准恒温槽和转换开关等组成。

它是利用铂电阻电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。

3、检定方法及依据的计量技术规范工业铂电阻温度计、双金属温度计、玻璃温度计、廉金属热电偶，用比较法测量。

比较法是将标准器与被测同时置于冰点或恒温油槽中，待温度稳定后，通过测量标准与被测，由标准电阻算出实际温度，然后通过公式计算出被测的实际温度，从而得到温度偏差。

1.构成计量标准器具主标准器及主要配套设备1.二等铂电阻温度计标准装置量值溯源和传递关系上级计量标准器具———一等铂电阻温度计标准装置：测量范围：（-196～419.527）℃，准确度等级：一等标准。

本级计量标准器具———二等铂电阻温度计标准装置：测量范围：（0～300）℃，测量不确定度：U=（0.04～0.08）℃(k=2)工作计量器具———工业铂热电阻/工业铜热电阻：测量范围：（0～300）℃，铂电阻A级MPE: ±（0.150℃+0.002|t|）B级MPE: ±（0.30℃+0.005|t|）C级MPE: ±（0.6℃+0.010|t|）铜电阻测量范围:（0~150）℃，MPE:±0.30℃+0.006|t|）1.计量标准器具不确定度的评定1、输出量二等标准铂电阻温度计标准装置分别测出被检工业铂热电阻温度计在0℃及100℃、300℃温度点上的电阻值（t℃），查表计算得出分度偏差，从而判定其合格与否。

QTD-M020-2007二等铂电阻温度计标准装置的测量不确定度评定1.概述：1.1测量依据：JJG229－1998《工业铂铜热电阻检定规程》1.2测量标准：QJ18α型0.02级，测量电桥和二等标准铂电阻温度计。

1.3被测对象：工业B 级铂电阻温度计，分度号：P 11002.不确定度分量来源：经分析，不确定度分量来自以下几方面：2.1测量重复性导致的不确定度；2.2冰点槽，水沸点槽温差导致的测量不确定度； 2.3电测设备引入的标准不确定度； 2.4二等铂电桥传递误差导致的不确定度； 2.5（tR∆∆）取值误差导致的不确定度。

3.数学模型：R ＝R t +R x +（tR∆∆）t +Δt 式中：R t ——t 温度时被测实际电阻值； R x ——t 温度附近x ℃时被修得的电阻值 （tR∆∆）t ——t 温度时被检温度计电阻随温度的变化率， △t ——检定槽温度偏离检定值4.A 类不确定度的评定：在0℃和100℃点上进行10次重复测量得到一组数据如下：0℃时：100.0036、100.0031、100.0034、100.0034、100.0033、100.0036、100.0032、100.0037、100.0034、100.0033Ω100℃时：138.5096、138.5091、138.5091、138.5094、138.5092、138.5098、138.5090、138.5095、138.5097、138.5096Ω按公式Si ＝1)(12--∑=n x xni i分别求得0℃和100℃时的单次测量标准差为：1.98×10-4Ω 和 2.83×10-4Ω实际测量值以4次测量的平均值为测量结果，所以：U(td1)=Si/4U(td1)=9.45×10-4Ω 和1.42×10-4Ω, 自由度V1=95.B 类不确定度的评定：5.1水沸点槽之间的误差为0.01℃是均匀分布，不确定度区间半宽α＝△t×t R∆∆＝3.79×10-3Ω＝0.01℃×0.379Ω 在区间内可认为均匀分布，R ＝3则u （td2）＝31079.33-⨯＝2.19×10-3Ω γ＝50 5.2电测设备引入的不确定度u （td3），则u （td3）＝302.0＝0.012Ω100℃时：Pt100的名义值为138.50Ω，则138.50×0.02％＝0.0277Ω，在区间内可认为均匀分布，则u （td3）＝30277.0＝0.016Ω，γ＝505.3二等标准含的电阻引入的不确定度u （td4）；0℃时，检定规程规定Rtp 周期不稳定性为5mK ，合电阻4.99×10-4Ω，属正态分布u （td4）＝4.99×10-4 / 3＝1.66×10-4Ω100℃时，检定规程规定Rtp 周期不稳定性为12mK ，合电阻1.16×10-3Ω，属正态分布0℃时，Pt100的名义值为100Ω，则100×0.02％＝0.02Ω，在区间内可认为均匀分布，u （td4）＝1.16×10-3 / 3＝3.87×10-4Ω 可靠性为10％ γ（4）＝50 5.4冰点瓶误差为0. 3Mk=3×10-4℃，u （td5）＝3103-4⨯＝1.732×10-4℃，合电阻1.69×10-5Ω自由度γ（5）＝506.合成不确定度6.1灵敏度系数：C ＝x eR R ∂∂＝1 6.2标准不确定度汇总表：6.3合成不确定度 0℃时，uC=25242321td td td td u u u u +++＝2524224)1069.1()1066.1()012.0()1045.9(---⨯+⨯++⨯＝0.012Ωγeff=5454443431414γγγγtd td td td cu u u u u +++=9100℃时，u C =24232221td td td td u u u u +++=0.016Ω γeff =4443432421414γγγγtd td td td cu u u u u +++=777.扩展不确定度：取置信概率P ＝95％，查t 分布表得0℃时：U 95＝1.98×0.012=0.024Ω=0.06℃ 100℃时：U 95＝1.98×0.016=0.032Ω＝0.084℃8.测量不确定度报告0℃时：U 95＝0.06℃ γeff =96 100℃时：U 95＝0.084℃ γeff =77黄石市计量检定测试所。

计量标准履历书计量标准名称二等铂电阻温度计标准装置计量标准代码04113803计量标准考核证书号[2003]滇证字第0997号建立日期1985年02月01日目录一、计量标准基本情况记载…………………………………………（2-3 ）二、计量标准器、配套设备及设施登记……………………………（4 ）三、计量标准考核（复查）记录……………………………………（5 ）四、计量标准器的稳定性考核图表 (6)五、计量标准器及主要配套设备量值溯源记录……………………（7 ）六、计量标准器及配套设备修理记录………………………………（8 ）七、计量标准器及配套设备更换登记………………………………（9 ）八、计量检定规程或计量技术规范（更换）登记………………………（10 ）九、检定或校准人员（更换）登记…………………………………（10 ）十、计量标准负责人（更换）登记…………………………………（11 ）十一、计量标准使用记录……………………………………………（12 ）一、计量标准基本情况记载二、计量标准器、配套设备及设施登记三、计量标准考核（复查）记录四、计量标准器稳定性考核图表计量标准器的稳定性考核记录表计量标准器的稳定性曲线图yt五、计量标准器及主要配套设备量值溯源记录六、计量标准器及配套设备修理记录七、计量标准器及配套设备更换登记八、计量检定规程或计量技术规范（更换）登记九、检定或校准人员（更换）登记十、计量标准负责人（更换）登记十一、计量标准使用记录注：1 盖记录可以单独使用，也可以反映在其他记录中。

2 当计量标准使用频繁时，可以每隔一段合理的时间间隔记录一次。

二等铂电阻温度计标准装置操作维护规程1 设备简介本装置由二等铂电阻温度计/WZPB-2及其配套的低温恒温槽/HTS-35A、低热电势转换开关/DF4012、标准油槽/HTS-300A和数字多用表/K2000组成。

它是一套是通过配套的水槽或者油槽提供的相对稳定的温度环境，将被测仪器和标准仪器插入油槽或水槽，通过计算标准仪器测得的温度来比对被测仪器测得温度，从而判定被测仪器的性能的系统。

其工作原理是利用物质在温度变化时自身电阻也随着变化的特性，通过测量电阻的变化量来测量温度的。

2主要技术参数二等铂电阻温度计/WZPB-2：（-189.344～419.527）℃低温恒温槽/HTS-35A：（-35~+95）℃标准油槽/HTS-300A：（室温+10~300）℃3 操作规程3.1 标准铂电阻温度计外护管为Φ7mm石英玻璃管，石英保护管表面不应有伤痕；保护管内部不得有任何碎片；温度计感温元件的支撑骨架应完整无裂；温度计手柄和温度计外护管之间应固定牢固。

3.2 用万用表电阻档检查温度计室温下的电阻值，以确定温度计感温元件是否出现短路或开路。

3.3 使用时，应按照温度计导线末端接线片上标志正确接线。

接线片1红色导线，接电流头正端；接线片3黄色导线，接电流头负端；接线片2黑色导线，接电位头正端；接线片4绿色导线，接电位头负端。

3.4配合温度计测量温度的电测量装置应使用一级低阻电位差计和0.01级标准电阻线圈或精密测温电桥及其辅助设备。

成套点测量装置的灵敏度，应保证具有分辨万分之一欧姆变化的能力。

4 注意事项4.1 在使用保存、运输过程中，应力求避免标准铂电阻温度计受到剧烈的机械震动。

4.2 在用一等标准铂电阻温度计检定二等标准铂电阻温度计时，应按照国家计量测试研究院批准的《标准铂电阻温度计检定规程》进行。

4.3石英管标准铂电阻温度计石英玻璃管损坏后不能修复，也不能再作为标准器使用。

4.4当温度计使用到高于550℃以上时（铝点温度计），尽量避免将温度计直接从高温环境中取出，应使温度计随炉温冷却后缓慢取出，或取出温度计后将温度计在其上限温度退火2小时以消除应力。