Приложение Г (справочное). Пример расчета расширенной неопределенности градуировки термопреобразователей сопротивления в сухоблочном термостате при температуре 400°С 4

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: .

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

;

- перепад температур между каналами блока (радиальный градиент температуры) ;

- изменение температуры в изотермической зоне блока (вертикальный градиент температуры на длине 60 мм от дна канала) ;

- 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 , нестабильность за межповерочный интервал .

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 ррm), что приводит к расширенной неопределенности измерений для сопротивления 250 Ом (соответствующего 400°С) .

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), .

Г.3 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	TE 065 Pt 100
Измеряемая величина	7,°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	247,0661
, С	0,0051

Г.4 Бюджет неопределенности

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

Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого ТС представлен в таблице Г.3.

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)	0,0016	1/0,35	0,0047
Нестабильность температуры в блоке	0,0015	1	0,0015
Градуировка эталонного ТС	0,035	1	0,035
Электроизмерительная установка (по спецификации)	0,0008	1/0,35	0,0023
Нестабильность эталонного ТС	0,0058	1	0,0058
Суммарная стандартная неопределенность измерения температуры , °С	0,036

Таблица Г.3

Бюджет неопределенности измерения сопротивления поверяемого термопреобразователя

Источник неопределенности	Оценка стандартной неопределенности	Коэффициент влияния	Вклад в суммарную стандартную неопределенность
Случайные эффекты при измерении (по шести измерениям)	0,0016	1	0,0016
Электроизмерительная установка	0,0008	1	0,0008
Перепад температур по вертикальной оси	0,1471	0,35	0,0515
Перепад температур между каналами в блоке	0,01471	0,35	0,0051
Суммарная стандартная неопределенность сопротивления , Ом	0,0518

Г.5 Расчет суммарной стандартной неопределенности градуировки

Суммарную стандартную неопределенность градуировки рассчитывают по формуле (19) при .

.

Г.6 Расширенная неопределенность градуировки и результат градуировки

При к = 2 расширенная неопределенность градуировки U = 0,1054 Ом. В температурном эквиваленте .

Вывод:

Сопротивление градуируемого ТС при температуре 400,02°С находится в интервале () 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.