JJF双金属温度计试验报告.docx

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1、试验报告2018年5月 12 H双金属温度计校准规范试验报告一、概述根据全国温度委员会下达的任务要求，对双金属温度计校准规范进行修 订。根据计量部门的意见反馈和试验数据，对规范的一些操作和参数进行了完善 和调整。二、试验内容和结论针对试验内容，试验过程中所有的标准器为标准水银温度计和精密粕电阻温 度计，主要配套设备包括恒温水槽、恒温油槽，被测样品为双金属温度计。1、示值误差试验为了更好的验证校准规范中选择标准器以及恒温设备技术指标的合理性，进 行本试验。1. 1试验选择两支测量范围为(050)、准确度等级为1.0级的双金属温度 计(编号为1804284和1804285)作为试验的被测对象。采用

2、标准水银温度计作 为测量标准，在恒温槽内完成示值误差的校准。测量数据如表1所示。表1双金属温度计示值误差试验数据1仪器编号校准点 ()被检数据()不确定度U/ (k=2)正行程反行程示值误差18042840/0.00.00. 1420-0.4-0.3-0.40. 1430-0.4-0.4-0.40. 1450-0.2/-0.20. 1418042850/-0.2-0.20. 1420-0.5-0.4-0.50. 1430-0.3-0.2-0.30. 1450-0.3/-0.30. 14经分析，示值误差测量结果的扩展不确定度为0. 14,被检仪表最大允差为0. 5,扩展不确定度小于被检最大允差的

3、三分之一。1. 2试验选择两支测量范围为(0200) ,准确度等级为1. 0级的双金属温 度计(编号1804286和1804287)作为被测对象。采用标准水银温度计作为测量 标准，恒温槽作为恒温设备完成示值误差的校准。测量数据如表2所示。表2双金属温度计示值误差试验数据2仪器编号校准点 ()被检数据()不确定度U / (k=2)正行程反行程示值误差18042860/-0.5-0.50.350-1.0-1.25-1.250.3150-0.5-0.5-0.50.3200-1.25/-1.250.318042870/+0. 25+0. 250.3500.00.00.00.31500.0-0. 250

4、.3200-0. 3/-0.30.3经分析，示值误差测量结果的扩展不确定度为0.3,被检仪表最大允差为2. 0,扩展不确定度小于被检最大允差的三分之一。L3同上，对测量范围为(-8040)、准确度等级为1.5级的双金属温度计 在-80进行试验，采用二等标准伯电阻温度计和制冷恒温槽完成试验。对测量 范围为(0500)、准确度等级为1.5级的双金属温度计，在400c进行试验， 采用二等标准伯电阻温度计和高温盐槽完成试验。试验数据如表3所示。表3双金属温度计示值误差试验数据3测量范围 ()仪器编号校准点 ()示值误差 ()不确定度U/ (k=2)-8040180439-80-0.80.3040018

5、0326400+2.01.2经分析，示值误差测量结果的扩展不确定度分别为0.3c和1. 2,被检仪表最大允差分别为1.8c和7. 5,扩展不确定度均小于被检最大允差的三分之一。综上所述，校准规范中采用的方法是合理的，标准器和恒温设备的技术指标是符合要求的。2、设定点误差校准次数试验电接点双金属温度计需要进行设定点误差的校准。为了进一步确定单次校准 和多次校准取平均值两种方法的差异性和对测量结果的影响，进行本试验。试验采用测量范围为（0100） ,编号为4288的双金属温度计在60c进 行设定点误差的校准；测量范围为（0150） ,编号为4309的双金属温度计在 90进行设定点误差的校准。测量数

6、据如表4所示。表4设定点误差校准次数试验仪器编号设定点温度（）被检数据（）上切换值下切换值切换差设定点误差42886059. 6357. 502. 131.4459. 5857.611.971.4043099093. 5490. 283. 26-1.9193. 3990. 193. 20-1.794288的双金属温度计单次测量的设定点误差为1. 44,两次测量取均值的 设定点误差为L42C,差值很小，可忽略不计；4309的双金属温度计单次测量 的设定点误差为-1.91,两次测量取均值的设定点误差为T. 85,差值很小，可忽略不计。分析回差数据，可得到相同的结论。综上，在保证测量质量的前提下，为

7、了提供校准工作的效率，双金属温度计 设定点误差和切换差的校准允许只进行正、反行程一个循环的测量。3、设定点校准中，恒温槽控温速率试验双金属温度计设定点误差校准过程中，恒温槽以一定的速率进行升温（降温） 控制，为了确定更加合理的控温速率，进行试验。试验过程中，采用标准水银温 度计、直径为。3mm的精密钳电阻温度计和直径为。6nlm的精密钳电阻温度计 作为标准器，恒温槽的升温（降温）速率分别为0.5/min和L0/min,对不 同测量范围的温度计进行设定点误差的测量。3.1被测对象是编号为4288的双金属温度计，测量范围(0100) ,设定点为60。测量数据如表5所示。表5不同控温速率对设定点的影

8、响(编号4288)控温速率测量参数测量标准器标准水银温度计6 3mm的精密箱电阻6 6nnn的精密的电阻1 C/min上切换值/59. 6859. 6359. 66下切换值/57. 4257.5057. 60设定点误差/1.451.441.37切换差/2.262. 132.060. 5/min上切换值/59. 4259. 2359. 48下切换值/57. 9457. 6857. 75设定点误差/1.321.541.38切换差/1.481.551.73经评定，设定点误差的扩展不确定度为U=0.3 (k=2),切换差的扩展不确 定度U=0. 3 (k=2)。 所以，在结果验证时的控制限为0. 42

9、0在相同控温速率下，对于采用不同响应速率的标准器，设定点误差之间的最 大差值为0. 22,切换差之间的最大差值为0. 25,均小于其测量结果的扩展不 确定度。所以，由不同响应时间的标准器造成的对测量误差的影响是可以接受的。采用相同的标准器，在不同的控温速率下(l/min和0. 5/min),得到的测量结果的变化为(iC/min的值一0. 5/min的值)：标准器设定点误差的变化切换差变化标准水银温度计0. 130. 786 3mm的精密铝电阻-0. 100. 586 6mm的精密粕电阻-o.orc0. 33由数据可以，不同的控温速率对设定点误差测量的影响在接受的范围内，但对切换差的影响已经超出

10、了测量测量结果的扩展不确定度，是需要重点考虑的。3.2基于以上数据，项目组对编号为4289、测量范围（0100）的双金属 温度计在60c设定点进行试验。测量数据如表6所示：表6不同控温速率对设定点的影响（编号：4289）控温速率测量参数测量标准器标准水银温度计6 3nlm的精密伯电阻“ 6mm的精密伯电阻l/min上切换值/60. 1560. 0960. 02下切换值/58.4758. 6058. 75设定点误差/0. 690. 660. 62切换差/1.681.491.270. 5/min上切换值/60. 0559.9159. 93下切换值/58.9358. 8858. 95设定点误差/0.

11、510. 600. 56切换差/1. 121.030. 98在相同控温速率下，对于采用不同响应速率的标准器，设定点误差之间的最 大差值为0. 10,切换差之间的最大差值为0. 41,均小于其测量结果的扩展不 确定度。所以，由不同响应时间的标准器造成的对测量误差的影响是可以接受的。采用相同的标准器，在不同的控温速率下（l/min和0.5/min）,得到的测量结果的变化为（l/min的值一0. 5/min的值）:标准器设定点误差的变化切换差变化标准水银温度计0. 130. 566 3nlm的精密钳电阻-0. 100. 46“6mm的精密伯电阻-0. 010. 29由数据分析，得到与3.1类似结论。

12、控温速率对测量结果的影响很大。3 . 3对编号为4309和4310、测量范围为（0150） 的双金属温度计在90c进行试验。数据如表7所示。表7.1不同控温速率对设定点的影响（编号：4309）控温速率测量参数测量标准器标准水银温度计“3nini的精密钳电阻6 6mm的精密粕电阻1 C/min上切换值/93.6193. 4493. 52下切换值/90. 3290. 3790. 56设定点误差/-1.96-1.90-2. 04切换差/3. 293. 072. 960. 5 C/min上切换值/92. 3992. 2492. 38下切换值/91.5691.4891. 72设定点误差/-1.97-1.

13、86-2. 05切换差/0. 830. 760. 66表7.1不同控温速率对设定点的影响（编号：4310）控温速率测量参数测量标准器标准水银温度计6 3mm的精密铝电阻6 6nlm的精密伯电阻1 C/min上切换值/92. 5792. 3292.42下切换值/90. 0690. 1790. 29设定点误差/-1.32-1.29-1.36切换差/2.512. 152. 130. 5 C/min上切换值/91. 7491.5691.65下切换值/90. 6290. 5990. 70设定点误差/-1. 18-1.08-1. 18切换差/1. 120. 970. 95分析以上数据，在相同的控温速率条件

14、下，不同响应时间的标准器对测量结 果产生一定的影响。因标准器不同造成设定点误差之间的最大变化为0. 19C,切 换差之间的最大变化为0. 36O根据采用不同的试验方法进行结果验证的原则， 变化的最大值小于J2U,所以不同标准器引入的测量误差是允许的。分析不同控温速率对测量结果的影响，得到的测量结果的变化为（iC/rnin 的值一0.5/min的值）:仪器编号标准器设定点误差的变化切换差变化4309标准水银温度计0.012. 466 3mm的精密铝电阻-0. 04 2. 314）6mni的精密饴电阻0. 012. 304310标准水银温度计-0. 141. 396 3mni的精密伯电阻-0. 211. 18“6mm的精密伯电阻-0. 181. 18由3.1、3.2和3.3的数据分析可知，校准双金属温度计设定点误差的过程中,不同的控温速率对设定点误差测量的影响在可以接受的范围内。但是，对切换差的很大，尤其是在标准器具有较快响应速率的情况下，控温 速率的调节直接关系到测量结果的准确性。经市场调查，自动调节控温速率的恒温槽技术应经十分成熟，调节速率范围 可覆盖：升温（降温）0.l/minL5C/niin。对于不超过0.5/min的控温速率调节在技术上不存在问题。为了更加准确、真实的得到测量结果，且兼顾计量工 作的效率，规范取设定点误差测量过程中恒温槽的控温速率为不超过0.5/mino