U = k uc(R), (20)
где к - коэффициент охвата.
2 Результат поверки
При к = 2 сопротивление градуируемого термопреобразователя при температуре (х находится в интервале ± V с вероятностью 95 % в предположении нормального закона распределения. Неопределенность поверки ТС в единицах температуры рассчитывают делением U на коэффициент чувствительности С2.
Расчет расширенной неопределенности поверки термопреобразователей сопротивления в реперной точке
Значение температуры реперной точки tfp и расширенная неопределенность этого значения U(tfP) должны быть приведены в свидетельстве об аттестации установки с ампулой для реализации реперной точки. Стандартную неопределенность температуры и (tfp) рассчитывают по формуле
и (tfp) = U(tfp)/2 . (21)
Бюджет неопределенности измерения сопротивления ТС составляют аналогично 11.8-11.9, Стандартную неопределенность, обусловленную случайными эффектами при измерениях, рассчитывают по формуле (14) как СКО среднего значения результатов измерений сопротивления ТС в реперной точке. Суммарную стандартную неопределенность uc(Rk) рассчитывают по формуле (19). В бюджет неопределенности не включают стандартные неопределенности, обусловленные вертикальным и горизонтальным градиентами температуры в блоке,
Суммарную стандартную неопределенность uc(Rfp) и расширенную неопределенность Ufp поверки ТС в реперной точке определяют по формулам:
/, ) = л/сХЧ'/Д + а.’Л) ; (22)
Ufp= к uc(Rfp), (23)
где к - коэффициент охвата.
Результат поверки
При к = 2 значение сопротивления градуируемого ТС при температуре tfp находится в интервале Rk± U с вероятностью 95 % в предположении нормального закона распределения вероятности. Неопределенность поверки ТС в единицах температуры рассчитывают делением U на коэффициент чувствительности С2
Оформление результатов поверки
В процессе поверки поверитель должен вести протокол поверки, включающий в себя следующие данные: наименование и тип ТС, серийный номер ТС (или партии ТС), рабочий диапазон температур ТС, условное обозначение НСХ, наименование заказчика, данные измерений, заключение о годности, дату поверки, фамилию поверителя. Допускаются компьютерные записи и хранение протокола поверки.
При положительных результатах поверки на соответствие допускам по ГОСТ 6651 на корпус ТС наносят клеймо или оформляют свидетельство о поверке, в котором указывают наименование и тип ТС, серийный номер ТС (или партии ТС), рабочий диапазон температур ТС, условное обозначение НСХ, класс допуска и срок действия свидетельства. Подпись поверителя удостоверяют оттиском поверительного клейма.
По согласованию с заказчиком в свидетельстве о поверке допускается указывать результаты измерений, полученные при проведении поверки, и их неопределенность.
При поверке, включающей в себя градуировку термопреобразователя сопротивления, выдают свидетельство о поверке, содержащее следующие данные:
тип ТС, серийный номер ТС (или партии ТС), диапазон температур;
таблицу значений сопротивления ТС при всех температурах градуировки;
расширенную неопределенность измерения сопротивления ТС в каждой градуировочной точке либо в различных диапазонах температур;
интерполяционную зависимость сопротивление - температура, определенную по результатам градуировки с указанием всех коэффициентов полинома Каллендара - Ван Дюзена (КВД) либо МТШ-90;
срок действия свидетельства;
подпись и клеймо поверителя.
При отрицательных результатах поверки оттиск поверительного клейма гасят или аннулируют свидетельство о поверке и выдают извещение о непригодности ТС с указанием причин.Приложение А
(рекомендуемое)
Методика построения индивидуальной зависимости
сопротивление - температура для платиновых
термопреобразователей сопротивления
А.1 Градуировку ТС и построение индивидуальной зависимости сопротивление - температура проводят как составную часть поверки для платиновых ТС, требования к точности которых отличают- ся*от требований ГОСТ 6651.
А.2 Градуировку ТС проводят сличением с эталонным ТС в термостатах или калибраторах или измерением сопротивления ТС в реперных точках.
Примечание - В приложении Г приведен пример оценивания неопределенности градуировки ТС в сухоблочном калибраторе при температуре 400 °С.
А.З Для построения индивидуальной зависимости сопротивление - температура платиновых ТС применяют две основные модели: функцию Каллендара - Ван Дюзена (КВД) и методику МТШ-90. Данные модели реализованы в большинстве современных вторичных измерительных термопреобразователей.
А.4 Для платиновых ТС моделью, наиболее точно реализующей международную температурную шкалу, считают методику МТШ-90. Функция Каллендара - Ван Дюзена (функция КВД) представляет собой аппроксимирующую модель, которая имеет неустранимое систематическое отклонение от МТШ-90, ограничивающее точность измерения температуры платиновым ТС. Систематическое отклонение функции КВД от МТШ-90 для различных диапазонов температур представлено на рисунке Д.1 приложения Д.
А.5 Построение функции Каллендара - Ван Дюзена
А.5.1 Функция КВД имеет следующий вид:
Для диапазона температур от минус 200 °С до 0 °С :
R, = RO[1 + At + Bt2+ C(t- 100°C>/J7. (А.1)
Для диапазона температур от 0 °С до 850 °С :
R, = R0(l + At + Bt2), (А.2)
где /?,- сопротивление ТС, Ом, при температуре t °С;
Ro — сопротивление ТС, Ом, при температуре 0 °С.
Для определения четырех неизвестных коэффициентов Ro, А, В, С в формулах (А.1), (А.2) необходимы результаты градуировки ТС по крайней мере в трех точках выше 0 °С и в одной точке ниже 0 °С.
А.5.2 Точность интерполяционной функции зависит от неопределенности градуировки ТС в температурных точках, от числа точек и интервала температур между точками.
А.5.3 Метод построения функции КВД при минимальном числе температурных точек рекомендуется использовать только при градуировке ТС в реперных точках либо при градуировке в высокостабильном жидкостном термостате в узком диапазоне температур. Рекомендуется провести градуировку при температуре 0 °С и в двух точках рабочего диапазона выше 0 °С с примерно равным интервалом температур и при температуре нижнего предела ТС, если этот предел ниже 0 °С. Неопределенность измеренной температуры быстро возрастает при экстраполяции интерполяционной функции. Поэтому экстраполяция допустима не более чем на 20 °С за пределы градуировочного диапазона.
А.5.4 При использовании для градуировки ТС калибраторов или термостатов в диапазоне температур свыше 300 °С рекомендуется провести градуировку не менее чем в пяти температурных точках с интервалом не более 50 °С. В данном случае интерполяционную функцию рассчитывают с помощью аппроксимации по методу наименьших квадратов.
А.5.5 В диапазоне температур от 0 °С до 160 °С кривизна функции КВД очень мала. Для получения интерполяционной функции рекомендуется применять в этом диапазоне более экономичный метод МТШ-90 (см. А.6) с использованием одной градуировочной точки, кроме 0 °С, на конце диапазона и, если это необходимо, затем аппроксимировать полученный полином функцией КВД.
А.6 Метод МТШ-90
А.6.1 Метод построения интерполяционной зависимости для платиновых ТС по МТШ-90 основан на использовании двух стандартных функций относительных сопротивлений И//Т90/ определенных в интервалах температур от 13,8033 до 273,16 К и от 0,01 °С до 961,78 °С и представляющих собой полиномы высоких степеней с известными коэффициентами [1]:
(А.З)
(А.4)
коэффициенты функций имеют следующие значения:
^,(4о) = Со+£С, /=і
|
Ао = |
-2,13534729; |
Со - |
2,78157254; |
|
Ai = |
3,1832472; |
Ci = |
1,64650916; |
|
Аг = |
-1,80143597; |
С2 = |
-0,1371439; |
|
Аз = |
0,71727204; |
Сз = |
-0,00649767; |
|
А4 = |
0,50344027; |
с4 = |
-0,00234444; |
|
А5 = |
-0,61899395; |
с5 = |
0,00511868; |
|
Аб = |
-0,05332322; |
с6 = |
0,00187982; |
|
А? = |
0,28021362; |
с7 = |
-0,00204472; |
|
Ад = |
0,10715224; |
с8 = |
-0,00046122; |
|
Ад = |
-0,29302865; |
С9 = |
0,00045724. |
|
Аю = |
0,04459872; |
|
|
|
Ац = |
0,11868632; |
|
|
|
Аю = |
-0,05248134; |
|
|
Т90/К-754,15
481
от 0 °С до 961,78 °С
1п(Т90/273,16-К)+ 1,5
1,5
Wr,.(r90)] = A + S4
/=1
от 13,8033 до 273,16 К:
А.6.2 Относительное сопротивление платинового ТС при температуре Т90 определяют как отношение сопротивления термопреобразователя при температуре Т90 к сопротивлению в тройной точке воды по формуле
1Г(Т9о)=адо)/А(273,16К). (А.5)
Интерполяционную зависимость относительного сопротивления ТС от температуры рассчитывают как сумму стандартной функции (А.З) или (А.4) и функции отклонения по формуле
W(T90) = Wr(Т90) + (А.6)
Вид функции AW(T90) определен для каждого температурного диапазона МТШ -90 и приведен в таблице А.1. Коэффициенты функции рассчитывают по результатам градуировки в основных реперных точках МТШ-90. Перечень реперных точек и значения их температур приведены в 6.5.1.
Таблица А.1 - Вид функции отклонения и градуировочные точки в различных диапазонах
температур.
|
Диапазон температур, °С |
Г радуировочные точки |
Вид функции отклонения |
|
-189,3442-0,01 |
Аг, Нд, ТТВ |
a[W(T90)-1] + Ь[И/(Т90)-1] In И/(Т90) |
|
-38,8344-29,7646 |
Нд, ТТВ, Ga |
а[1МГ90)-1]+6[И/(Т90)-1]2 |
|
0,01 - 29,7646 |
ТТВ, Ga |
а[И/(Т90)-1] |
|
0,01 - 156,5985 |
ТТВ, In |
a[W(7-90)-1] |
|
0,01 -231,928 |
ТТВ, In, Sn |
a[l4/(T9O)-1]+b[lV(T9o)-1]z |
|
0,01 -419,527 |
ТТВ, Sn, Zn |
а[И/(Т9о)-1]+Ь[И/(Т9О)-1]2 |
|
0,01 -660,323 |
ТТВ, Sn, Zn, Al |
а[ W( Т90)-1 ]+Ь[ и/( Т90)-1 ]2+c[W(T90)-1 ]J |
|
0,01 -961,78 |
ТТВ, Sn, Zn, Al, Ag |
a[W( Т9о)-1 ]+Ь[ И/( Т90)-1 ]2+с[ W( Т90)-1 ]л+ + сЯИ/( 7"9о)-И/(66О,323 °С)]2 |
|
Примечание - В таблице применены следующие обозначения: ТТВ - тройная точка воды; Нд - тройная точка ртути; Ga - точка плавления галлия; In - точка затвердевания индия; Sn - точка затвердевания олова; Zn - точка затвердевания цинка; AI - точка затвердевания алюминия; Ад - точка затвердевания серебра; a, b, c,d - коэффициенты функции отклонения. |
||
А.6.3 Допускается использовать для расчета коэффициентов функций отклонения относительные сопротивления, полученные сличением в термостатах с эталонным [образцовым] ТС в пределах заданного диапазона температур.
Приложение Б
(справочное)
Рекомендуемые среды для жидкостных термостатов
Таблица Б.1 - Рабочая среда в термостатах и характерный для нее рабочий диапазон температур
|
Среда |
Диапазон температур в градусах Цельсия |
|
Галогенсодержащие углеводороды |
От -150 до -70 |
|
Силиконовые масла |
От -10 до 315 |
|
Легкие минеральные масла |
От -75 до 200 |
|
Вода |
От 0 до 95 |
|
GIT (Ga - 62 %; In - 21,5 %;Sn - 16 %) |
От 15 |
|
Сухие флюиды |
От 75 до 850 |
|
Расплавленные соли |
От 200 до 620 |
|
Жидкое олово |
От 315 до 540 |
|
Примечание - GIT не закипает примерно до 2000 °С, но может повредить некоторые материалы, т.к. смачивает поверхность и снимает с нее оксид. Алюминий и серебро подвергаются эрозии медленно при комнатной температуре и быстро при температуре свыше 100 °С. Сталь марок 304 и 316 может находиться в контакте с GIT на воздухе при 406 °С в течение 520 сут без повреждений. Максимальная температура контакта со сталью марок 304 и 316 должна быть 650 °С. |
|
Приложение В
(справочное)
Пример оценки расширенной неопределенности поверки
термопреобразователей сопротивления класса А при температуре 95 °С
с применением жидкостного термостата
Информация о поверяемом термопреобразователе сопротивления
Термопреобразователь сопротивления типа ТСП. Условное обозначение НСХ - Pt100. Класс А по ГОСТ 6651. Допуск при 95 °С + 0,34 °С.
