1. Средства измерений, используемые при поверке

    1. Водяной термостат

Нестабильность температуры Лст = ± 0,02 °С.

Неравномерность температуры в рабочем объеме aF= ± 0,01 °С.

Глубина погружения ТС 350 мм.

  1. Эталонный термопреобразователь сопротивления

Расширенная неопределенность (или доверительная погрешность при доверительной вероятно­сти 95 %) при температуре 100 °С U3= ± 0,12 °С (1/3 допуска ТС).

Нестабильность за межповерочный интервал аэ = ± 0,05 °С.

  1. Мост постоянного тока

Предел основной допускаемой погрешности Дпр = ± 0,002 Ом.

СКО результата измерения сопротивления 100-омного ТС в поверочной лаборатории при темпе­ратуре 95 °С u(r/ab) = 0,005 Ом.

  1. Бюджет неопределенности

Бюджет неопределенности измерения температуры в термостате представлен в таблице В.1. Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого ТС представлен в таблице В.2.

Таблица В.1 - Бюджет неопределенности измерения температуры в термостате

Источник неопределенности и метод расчета

Оценка стандартной неопределенности

Коэффициент влияния

Вклад в суммарную стандартную неопределенность

Случайные эффекты при измере­нии (по пяти измерениям) u(rlab_5)= u(rlab) /л/5

0,0022

1/0,385

0,0058

Нестабильность температуры в термостате u(ts)= Дст /л/З

0,0116

1

0,0116

Градуировка эталонного термо­преобразователя

u(5t3)=U3/2

0,06

1

0,06

Электроизмерительная установка u(5rs)= Дпв/3

0,00067

1/0,385

0,0017

Нестабильность эталонного тер­мопреобразователя за межповероч­ный интервал

u(6tT) = а/д/з

0,0289

1

0,0289

Суммарная стандартная неопре­деленность температуры

Uc(tx), °С

0,068

Таблица В.2 - Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого термопреобразо­

вателя сопротивления

Источник Неопределенности

Оценка стандартной неопределенности

Коэффициент влияния

Вклад в суммарную стандартную неопределенность

Случайные эффекты при измерении и(паЬ.5)= и(ГіаЬ)ІуІ5

0,0022

1

0,0022

Электроизмерительная установка и(5гі() — ДПр /3

0,00067

1

0,00067

Перепад температуры в рабочем объеме

u(6tF)= аР/41

0,0058

0,385

0,0022

Суммарная стандартная неопре­деленность сопротивления uc(Rk), Ом

0,0032



  1. Расчет суммарной стандартной неопределенности поверки

Суммарную стандартную неопределенность поверки рассчитывают по формуле (19) при С2 = 0,385 Ом/°С.

uc(R) = 0,0262 Ом.

  1. Расширенная неопределенность поверки

При к = 2 расширенная неопределенность поверки U = 0,0524 Ом. В температурном эквиваленте Ut= 0,136 °С.

Вывод:

Комплекс средств поверки пригоден для поверки ТС класса А при температуре (95 ± 3) °С (по 6.8 расширенная неопределенность поверки должна быть по крайней мере в два раза меньше допуска поверяемых ТС). Заключение о годности ТС должно быть выдано при условии выполнения соотно­шений:

dR (Rk(tx)-RHCAQ + U)/-r<+^tx;

at

(В.1)

dR

(RAQ-RhcAQ-U)/—>-^x,

at

где Ai(tx) - среднее значение сопротивления поверяемого ТС, Ом;

tx- средняя температура, измеренная эталонным ТС, °С;

  • ^нсх(А) - значение сопротивления ТС по НСХ при температуре tx, Ом;

U - расширенная неопределенность результата измерения сопротивления ТС, равная для данной лаборатории 0,0524 Ом;

dR

чувствительность ТС по НСХ при температуре 95 °С, равная 0,385 Ом/°С;

dt

Atx- допуск ТС по ГОСТ 6651 при температуре tx °С.

Приложение Г
(справочное)

Пример расчета расширенной неопределенности градуировки
термопреобразователей сопротивления в сухоблочном термостате
при температуре 400 °С

Г.1 Информация о градуируемом термопреобразователе сопротивления

Термопреобразователь сопротивления модели ТЕ 065 типа Pt 100, фирма Rosemount, диаметр корпуса 6,35 мм, длина погружаемой части 350 мм.

Требования к расширенной неопределенности измерений при температуре 400 °С: ± 0,46 °С.

Г.2 Средства измерений, используемые при градуировке

Г.2.1 Сухоблочный термостат модели 9173, фирма Hart Scientific:

  • блок D при температуре 400 °С,

  • нестабильность температуры в блоке в стационарном режиме

Лст = ±0,01 °С;

  • перепад температуры между каналами блока (радиальный градиент температуры) aF1= + 0,025 °С;

  • изменение температуры в изотермической зоне блока (вертикальный градиент температуры на длине 60 мм от дна канала ) aF2= ± 0,25 °С;

  • глубина погружения термопреобразователя сопротивления в блок термостата 203 мм.

Г.2.2 Эталонный термопреобразователь сопротивления типа ЭТС-100 3-го разряда, «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», доверительная погрешность при доверительной вероятности 95 % при 420 °С иэ = ± 0,07 °С, нестабильность за межповерочный интервал аэ = ± 0,01 °С

Г.2.3 Мост постоянного тока «Super Thermometer 1590», фирма Hart Scientific. По спецификации изготовителя для входного сопротивления от 25 до 400 Ом при использовании опорной меры 100 Ом и измерительного тока 1 мА относительная погрешность нормирована как 6 10’6 (6 ppm), что приводит к расширенной неопределенности измерений для сопротивления 250 Ом (соответствующего 400 °С) Us- ± 0,0015 Ом.

СКО результата измерения сопротивления в поверочной лаборатории «ВНИИМ им. Д. И. Мен­делеева» для ТС номинальным сопротивлением 100 Ом при температуре 420 °С, рассчитанного по результатам 100 измерений в реперной точке затвердевания цинка (время интегрирования 12 с, вре­мя каждого отсчета при двух направлениях тока 2 с), и(ГіаЬ) = 0,004 Ом.

Г.З Результаты измерений

Эталонный термопреобразователь сопротивления ЭТС-100 был подключен к одному из каналов измерительного моста, и в программу были введены коэффициенты интерполяционной зависимости сопротивление - температура по МТШ-90. Таким образом, ЭТС-100 регистрировал температуру ка­либратора в градусах Цельсия. К другому каналу моста был подключен поверяемый ТС. Время инте­грирования было установлено на 12 с, время каждого отсчета при двух направлениях тока - на 2 с. Таким образом, каждый результат, приведенный в таблице, получен как среднее значение из резуль­татов шести измерений. Проведен попеременный отсчет показаний эталонного и поверяемого ТС. Результаты приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1 - Результаты измерений

Термопреобразователь

ЭТС-100

ТЕ 065 Pt 100

Измеряемая величина

Т, °С

R, Ом

Результаты измерений

400,0152

247,0673

400,0186

247,0692

400,0203

247,0705

400,0196

247,0689

Среднее арифметическое значение

400,0184

247,0681

t - t °г 'max 'm/л,

0,0051


Г.4 Бюджет неопределенности

Бюджет неопределенности измерения температуры в блоке представлен в таблице Г.2.

Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого ТС представлен в таблице Г.З.


Таблица Г.2 - Бюджет неопределенности измерения температуры в блоке

Источник неопределенности и метод расчета

Оценка стандартной неопределенности

Коэффициент влияния

Вклад в суммарную стандартную неопределенность

Случайные эффекты при измере­нии (по шести измерениям)

«(ПаЬ-б)= w(rlab)/ л/б

0.0016

1/0,35

0,0047

. Нестабильность температуры в блоке

0,0015

1

0,0015

Градуировка эталонного ТС «(8л,)=Ц/2

0,035

1

0,035

Электроизмерительная установка (по спецификации)

n(8rs)= UJ2

0,0008

1/0,35

0,0023

Нестабильность эталонного ТС и(8/т) = о/л/З

0,0058

1

0,0058

Суммарная стандартная неопре­деленность измерения температуры Wc(U, °С

0,036

Таблица Г.З - Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого термопреобразо­

вателя

Источник неопределенности

Оценка стандартной неопределенности

Коэффициент влияния

Вклад в суммарную стандартную не­определенность

Случайные эффекты при измерении (по шести измерениям)

и(г1аЬ-б)= w(rlab)/ 7б

0,0016

1

0,0016

Электроизмерительная установка w(8rk)= Щ2

0,0008

1

0,0008

Перепад температур по вертикальной оси

и(д/л)= арі/^/З

0,1471

0,35

0,0515

Перепад температур между каналами в блоке

W(8^2)= л/З

0,01471

0,35

0,0051

Суммарная стандартная неопреде­ленность сопротивления uc(Rk), Ом

0,0518



Г.5 Расчет суммарной стандартной неопределенности градуировки

Суммарную стандартную неопределенность градуировки рассчитывают по формуле (19) при С2 = 0,35 Ом/°С.

uc(R) = 0,0532 Ом.

Г.6 Расширенная неопределенность градуировки и результат градуировки

При к= 2 расширенная неопределенность градуировки U = 0,1064 Ом. В температурном эквива­ленте Ut= 0,304 °С

Вывод:

Сопротивление градуируемого ТС при температуре 400,02 °С находится в интервале (247,068 ± 0,106) Ом с вероятностью 95 % в предположении нормального закона распределения веро­ятности. Расширенная неопределенность градуировки термопреобразователя сопротивления в темпе­ратурном эквиваленте составляет 0,30 °С, что соответствует требованиям к расширенной неопреде­ленности измерения температуры термопреобразователем сопротивления ТЕ 065 Pt 100 при 400 °С.


Приложение Д
(справочное)

Отклонение зависимости Каллендара - Ван Дюзена
от стандартной функции МТШ-90 в различных диапазонах температур



Рисунок Д.1 - Отклонение зависимости Каллендара - Ван Дюзена
от стандартной функции МТШ-90 в различных диапазонах температур

Библиография

Международная температурная шкала, 1990 г. (The International Temperature Scale of 1990) (текст опубликован: Metrologia, 1990, v 27, pp 3-10)

РМГ 43-2001 Государственная система обеспечения единства измере­

ний. Применение «Руководства по выражению неопреде­ленности измерений».

Стандарт Европейской ассоциации Выражение неопределенности измерения при калибровке по аккредитации лабораторий (Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration) EA - 4/02

С

Стандарт ACTM E 644-04

тандартные методы испытаний для промышленных тер­

мопреобразователей сопротивления (Standard Test Methods for Testing Industrial Resistance Thermometers) Стандарт Европейской ассоциации Руководство по калибровке температурных калибраторов, по аккредитации лабораторий Приложение В: Рекомендации по использованию темпера- ЕА -10/13 (Приложение В) турных калибраторов (Guidelines on the calibrations of

temperature block calibrators, Annex B: Recommendations for the use of temperature block calibrators)

Дополнительная информация к Международной температурной шкале 1990 г. (Supplementary information for the International Temperature Scale of 1990), документ Международного бюро мер и весов 1990 г.ДСТУ ГОСТ 8.461:2014

КодУКНД 17.200.20

Ключові слова: методика поверки, температура, термопреобразователи сопротивления.

Підписано до друку 02.04.2015. Формат 60 х 84 1/8.

Ум. друк. арк. 3,72. Зам. Ціна договірна.

Виконавець

Державне підприємство «Український науково-дослідний
і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості» (ДП «УкрНДНЦ»)
вул. Святошинська, 2, м. Київ, 03115

Свідоцтво про внесення видавця видавничої продукції до Державного реєстру
видавців, виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції від 14.01.2006 серія ДК № 1647