二等铂电阻温度计标准装置
二等铂热电阻的等级
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。
二等铂电阻温度计标准装置建标报告
合格
由此可知，装置重复性为 11.87×10-4Ω ，相当于 0.003℃，符合要求。
6
八、计量标准的稳定性考核
选用一支编号为 058 的工作用 B 级铂电阻温度计，每隔一段时间（≥30 天），在 100℃点上等精度测
量 10 次。
各次测量值与算术平均值列表如下：
考核时间
计量标准测量稳定性考核
4
5
2 3
1
1.高精度恒温水槽 2.标准热电阻 3.被检 热电阻 4.智能化热 工仪表检定系统 5.打 印 机
2
三、计量标准器及主要配套设备
名称
型号
计
标准铂
电阻温 WZPB-2
量
度计
测量范围
(0～ 419.527)℃
不确定度 或准确度 等级或最 大允许误
差
制造厂及出厂编 号
检定或校准 机构
检定周 期或复 校间隔
测量值 （Ω ） 测量次数 核查标准 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 yi 变化量 yi- yi -1
允许变化量 结论
考核人员
1999 年 11 月 5 日
1999 年 12 月 16 日
2000 年 1 月 22 日
2000 年 2 月 29 日
一支编号为 058 的工作用 B 级铂电阻温度计
(Rt* Rx* )
(R
/
)
* t
式中： Rt* ——t 温度时标准温度计的电阻值；
R
* x
——x℃时标准温度计测得的电阻值；
(R
/
t
)
* t
——t
温度时标准温度计电阻随温度的变化率。
令 R*
计量标准技术报告(二等铂电阻温度计)
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检定工业A级铂热电阻测量结果的不确定度评定(1)
５０。
３．立，因此 ｕ（ｘ）＝
≈１４．０ｍΩ
ｕ（ｘ）的有效自由度由韦尔奇－萨特思韦特公式得：
＝ ≈４８。
３．２ 输入量ΔＲ＊（ｔ）的标准不确定度
收稿日期：２０１０－１０－１４ 修回日期：２０１０－１１－１３ 作者简介：赵青海（１９６７－），男，山西洪洞籍，计量工程师，从事计量检定和管理工作。
为：
ｕ（ｘ２）＝ ａ／ ＝３．７９／ ＝２．１９ｍΩ
估计Δｕ（ｘ２）／ｕ（ｘ２）的不可靠性为１０％，则自由度ｖ（ｘ２）
。
３．１．３电测设备测量被检热电阻引入的标准不确定度ｕ（ｘ３） ｕ（ｘ３）来源于电测设备测量被检热电阻的示值误差，采用
Ｂ类不确定度方法进行评定。
根据数字多用表使用说明书规定：允许误差为±（１００×
工业Ａ级铂热电阻温度值的测量结果的扩展不确定度 为：Ｕ９５＝０．１８℃， ｖｅｆｆ＝５０。
参考文献：（略）
（上接第１０页） ［Ｊ］．火灾科学，２００５，（０３）．
［１８］葛晓霞 ，张学魁．细水雾灭火系统技术研究进展［Ｊ］．火灾科 学，２００６，（０２）．
［１９］林健辉 ．ＩＧ１００氮气灭火系统的应用［Ｊ］．消防技术与产品信 息，２００６，（０２）．
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技术与产品信息，１９９９，（１０）． ［２４］张国璧．新一代哈龙替代灭火剂［Ｊ］．消防科学与技术，２００４，（７）．
18
１ 概述 （１）测量依据：ＪＪＧ２２９－１９９８《工作铂、铜热电阻检
定规程》。（２）测量环境条件：环境温度（２０±２）℃， 湿度：（４５～７５）％ＲＨ。（３）测量标准：二等标准铂电 阻温度计，七位半数字多用表。（４）测量对象：工业Ａ级 铂热电阻。（５）测量方法：采用比较法进行检定。即将 二等标准铂电阻温度计与铂热电阻同时插入冰点或恒温槽 同一高度处，待温度稳定后，分别测量二等标准铂电阻温 度计与被检热电阻在检定点的阻值，得出检定点的设定温 度与实际温度偏差Δｔ，查表计算得出分度偏差，进行比 较检定。 ２ 数学模型
重复性及稳定性考核记录(二等铂电阻温度计)
测得值（Ω）
测得（Ω）
1
100.1141
100.1088
2
100.1127
100.1121
3
100.1132
100.1059
4
100.1148
100.1013
5
100.1098
100.1025
6
100.1125
100.1035
7
100.1113
100.1079
8
100.1078
100.1123
100.1032
5
100.1056
100.1785
100.1030
100.0912
6
100.1063
100.1741
100.1032
100.0831
7
100.1055
100.1780
100.1030
100.1158
8
100.1136
100.1724
100.1025
100.0722
9
100.1037
100.1752
WZPT-100/Pt100
自编001
凯装热电阻
WZPT-100/Pt100
自编001
测量条件
用编号为001Pt100的A级热电阻，在装置正常工作的情况下，对该热电阻0℃点重复测量十次。
测量次数
测得值（Ω）
测得（Ω）
1
100.0525
100.0756
2
100.0603
100.0787
3
100.0585
测量次数
测得值（Ω）
测得值（Ω）
测得值（Ω）
测得值（Ω）
1
二等铂电阻温度计标准装置
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
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 。
02二等铂电阻温度计标准装置操作作业指导书
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。
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使用的电测设备型号为HY2003B的热电偶热电阻测试仪，根据证书可得其不确定度U=0.01Ω，包含因子为k=2，则由电测设备测量引入的不确定度为：
3.1.4测量电流引起的自热引入的标准不确定度 和
电测设备提供给感温元件的测量电流为1mA,根据实际经验，感温元件一般有约2mΩ的影响。可作均匀分布处理，则：
换算成温度为：
3.1.2插孔之间的温差引入的标准不确定度 和
（1）冰点槽插孔之间的温差很小，故其引入的不确定度可以忽略不计。
（2）水沸点槽插孔之间的温场均匀性不超过0.01℃，检定过程中温度波动不超过±0.02℃/10min,因标准和被检的时间常数不同，估计将有不大于0.01℃的迟滞。服从均匀分布，因此：
八、计量标准的稳定性考核
考虑二等标准铂电阻温度计与工业热电阻均为非实物量具的测量仪器，目前还没有合适的核查标准来进行计量标准的稳定考核，根据JJF1033-2008的要求，可以不做稳定性考核试验。建议对标准铂电阻温度计描绘稳定性曲线图。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（A型）
1概述
1.1测量方法：依据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》
1.6评定结果的使用：
在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2.测量模型
2.1数学模型
检ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点0℃，测量结果的数学模型为：
检定点100℃，测量结果的数学模型为：
式中: 、 ——被检铂电阻在0℃，100℃附近测量得的电阻值，Ω；
、 ——被检铂电阻在0℃，100℃点的电阻温度变化率； 、 ——标准铂电阻在冰点槽、100℃附近的恒温槽中测得的电阻比值；
检定点100℃，灵敏系数为：
3标准不确定的评定
3.1输入量 、 的标准不确定的 、 的评定
不确定度的来源主要有4个，分别是：测量的重复性，插孔之间的温差，电测设备的测量误差，测量电流引起的自热。
3.1.1测量重复性引入的标准不确定度 和
（1）选取一支B级Pt100铂热电阻和标准铂电阻温度计放置于冰点槽和100℃恒温槽中进行重复性试验，在检定0℃时测量数据列为：100.0059Ω、100.0051Ω、100.0006Ω、100.0075Ω、100.0032Ω、100.0056Ω、100.0012Ω、100.0084Ω、100.0036Ω、100.0019Ω，得到其平均值为100.0043Ω，试验标准偏差s=2.64mΩ，实际测量时取4次作为平均值，故由重复性引入的标准不确定度为：
换算成温度为：
（2）在检定100℃时测量数据列为：138.5189Ω、138.5180Ω、138.5156Ω、138.5124Ω、138.5164Ω、138.5105Ω、138.5123Ω、138.5104Ω、138.5149Ω、138.5145Ω、，得到其平均值为138.5144Ω，试验标准偏差s=2.95mΩ，实际测量时取4次作为平均值，故由重复性引入的标准不确定度为：
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
标准铂电阻温度计
WZPB-2
（-189～419）℃
二等
2年
主要配套设备
热电偶热电阻测试仪
HY2003B
（0～200）Ω
U=0.01Ω
1年
恒温油槽
HTS-300A
（90～300）℃
十二、附加说明
1、JJF1033-2008《计量标准考核规范》
2、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》
3、JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》
4、计量标准履历书及重复性、稳定性考核记录
5、建立计量标准技术报告
6、计量标准考核（复查）申请表
7、计量标准量值溯源图
8、计量标准及配套设备使用说明书
检定100℃时，由于在较高温度流动介质的恒温槽中，自热影响可以忽略不计，则 。
3.2.5 和 的计算
由于上述4个不确定度之间相互独立，因此合成为：
检定0℃时：
检定100℃时：
4.合成标准不确定度
标准不确定度风量汇总下表1和表2
表1 0℃测量的标准不确定度分量汇总
符号
不确定度来源
u(xi)/mK
ci
丨ci丨u(xi)
1.2环境条件：温度(25±10)℃，湿度小于70%RH。
1.3测量标准：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下表：
t/℃
0
0.9999601
0.003987724
100
1.3926895
0.003867312
Rtp=25.5217
1.4被测对象：工业铂热、铜热电阻
1.5测量过程：根据检定规程要求，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或者100℃的恒温槽中，待温度稳定后，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。
、 ——由被检铂电阻在冰点槽、100℃附近的恒温槽中测得的偏离0℃，100℃的温度差，℃；
、 ——由标准铂电阻在冰点槽、100℃附近的恒温槽中测得的偏离0℃，100℃的温度差，℃；
从数学模型中可以观察到，0℃检定点的输入量有： 、 、 和 ；100℃检定点的输入量有： 、 、 和 ；
2.2灵敏系数
检定点0℃，灵敏系数为：
（30～80）%RH
合格
3
4
5
6
六.计量标准的量值溯源和传递框图
上一级计量器具
本本级计量器具
工作计量器具
七、计量标准的重复性试验
试验时间
测量值
(Ω)
测量次数
2016年4月2日
1
138.5189
2
138.5180
3
138.5156
4
138.5124
5
138.5164
6
138.5105
7
138.5123
按照规程的要求，水三相点处为U99=5mK，k=2.58；水沸点附近为U99=5mK，k=2.58。因此有：
=1.94mK
=1.32mK
3.2.2标准铂电阻温度计周期稳定性引入的标准不确定度 和
根据规程要求，二等标准铂电阻温度计的周期稳定性在0℃和100℃时分别为：10mK和14mK，按均匀分布，有
3.79
插孔间温差
5.77
电测设备误差
13.18
自热影响
3.04
-1
15.52
标准铂电阻温度计复现性
1.32
标准铂电阻温度计稳定性
8.08
电测设备误差
13.18
自热影响
0
由于各不确定度分量之间相互独立，因此，合成标准不确定度为：
检定0℃时：
检定100℃时：
5扩展不确定度
取包含因子k=2，则扩展不确定度为：
二、计量标准的工作原理及其组成
将标准铂电阻温度计与被检的工业铂、铜热电阻按规定的要求插入恒温槽中。恒温槽温度分别设定在0℃、100℃，待温度稳定并达到热平衡后，用电测设备分别测量标准铂电阻温度计与被检工业铂、铜热电阻的电阻值，再根据相应公式进行换算、计算，由此即可计算出被检热电阻的R0、R100、W100等值，并根据检定规程对被检热电阻是否合格或是否符合相应等级进行判断。
五、环境条件……………………………………………………………( )
六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( )
七、计量标准的重复性试验…………………………………………………( )
八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………( )
九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………( )
3.2.3电测设备的测量误差引入的标准不确定度 和
使用的电测设备型号为HY2003B的热电偶热电阻测试仪，根据证书可得其不确定度U=0.01Ω，包含因子为k=2，则由电测设备测量引入的不确定度为：
3.2.4测量电流引起的自热带来的标准不确定度 和
二等标准铂电阻温度计在冰点槽的检定过程中的自热最大不超过4mK，可作均匀分布处理，则 。
8
138.5104
9
138.5149
10
138.5145
平均值
138.51439
0.00295
备注
/
试验条件
温度(℃)
23.9
相对湿度(%)
48
测量方法
直接测量
被测仪器名称
工业铂热电阻
规格型号
Pt100
被测仪器编号
/
取一支B级铂热电阻，与二等标准铂电阻温度计一同插入100℃的恒温槽中进行10次重复性测量试验。
ylab- yref=0.02℃
0.057℃
满足：
上述测量结果表明，该计量标准装置的测量不确定度评定符合要求，故认为本标准装置测量结果可靠。
十一、结论
经过上述对计量标准的测量重复性、稳定性进行考核以及测量不确定度的分析、评定及验证，认为本计量标准符合国家计量检定系统表和有关检定规程的要求，因此本计量标准装置可开展对B级工业铂热电阻和铜热电阻的计量校准和量值传递工作。
十、检定或校准结果的验证…………………………………………………( )
十一、结论……………………………………………………………………( )
十二、附加说明…………………………………………………………………( )
一、建立计量标准的目的
为了加强计量监督管理,保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠,有利于本公司的计量校准能力的提升，开展工业铂、铜热电阻的校准工作，满足本单位及周边地区企事业单位的工作使用要求。