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從量值比對談工業鉑電阻檢定設備配備的合理性

發布時間:2022-01-20 作者:馬嫣 董(dǒng)銳 阮社 王耀(yào) 尹躍 穆蕾(lěi) 來源:本(běn)站 瀏覽:8069
JJG229-2010《工業鉑銅熱電阻檢定規(guī)程(chéng)》相比(bǐ)於1998版修改內容變化較大,新規程擴充了工業(yè)熱電阻的等級、變更了電(diàn)測(cè)儀表等(děng)配套設備的要(yào)求,所以我省在規程(chéng)修改後(hòu)組織了全省計(jì)量比(bǐ)對工作。

一(yī)、比(bǐ)對方(fāng)法及過程

1.比對樣品選擇

選取2支四線(xiàn)製工業鉑電阻,其中2支備用樣品(pǐn)。

2.比對依(yī)據

JJG229-2010。

3.測量點的(de)選擇

選擇0℃、100℃和300℃作為比對點。

4.評估方式

采(cǎi)用J JF1117-2010《計量比對》中En值進(jìn)行評價。

比對結果(guǒ)的判(pàn)據:|En|≤1,則該實驗室在該(gāi)檢定點的(de)測量結果(guǒ)滿意。|En|≥1,則該實驗室在該檢定點的測量結果不滿意。

為了清晰表示能力驗證的結果,將每一個參比實驗室的測量結果和測量不確定度用圖形(xíng)來直觀表現(xiàn)出來,圖中(zhōng)圓點為各參(cān)比實驗室(shì)報告的測量結(jié)果與主(zhǔ)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室參考值之差(chà),高(gāo)低點連線長(zhǎng)度是上下各一(yī)倍的擴展不確定度數值(k=2),從圖1~圖3中可(kě)以直觀看到測量結果的分布情況和各(gè)個參(cān)比實(shí)驗室不確定度評定的情況。

圖1  0℃測量點實驗結果
圖2  100℃測量點實驗(yàn)結果
圖3  300℃測(cè)量點實驗結果

二、比對結果的分析

1.300℃檢定點不合格(gé)率較高

En值為縱坐標,得出28個實驗(yàn)室在(zài)0℃、100℃、300℃時的En值分布圖(tú)(見圖4)。

從圖4中可看出,300℃點不(bú)滿意(yì)實驗室比例很大,而(ér)且有5個(gè)實(shí)驗室超過了5倍En值(zhí)滿(mǎn)意(yì)要求。同樣300℃合格率也明顯低於其他兩個溫度點(見圖5)。


圖4  En值分布(bù)圖
圖5  不(bú)同溫度點合格率分布圖

從圖(tú)4、圖5中可看出,300℃點的比對(duì)結果(guǒ)很(hěn)不(bú)滿意,合格(gé)率非常低。造成300℃檢(jiǎn)定點測(cè)量結果不(bú)滿意(yì)的主要原因有(yǒu)以下三(sān)點(diǎn):

(1)電測設(shè)備準確度不(bú)滿足(zú)要(yào)求。有些電(diàn)測(cè)設(shè)備在300℃時分辨力(lì)達不到(dào)新規程要求(qiú),無法精確到0.1mΩ,分辨力換算成溫度後低於0.001℃,造成修約後的溫度值有偏差。

(2)恒(héng)溫槽裝置指標不(bú)滿足要求。與其他兩個溫(wēn)度點(diǎn)相比,300℃時恒溫油槽的波動度較(jiào)大,均勻性也很差,如果參比實驗室的恒溫油(yóu)槽技(jì)術(shù)指標達不到(dào)規(guī)程要求,就(jiù)會(huì)產生問題。在工業鉑電阻檢(jiǎn)定(dìng)過程中,恒溫槽(cáo)的(de)溫場穩定性至(zhì)關重要,有的實(shí)驗室由於恒溫槽過於老舊,溫(wēn)度控製(zhì)無法達到技術要求,從而(ér)影響到了最終的測量結果。

(3)環保意(yì)識欠(qiàn)缺。油浴在0~200℃時使用不會產生較大環保問題,但是一旦油槽溫度超(chāo)過200℃,油這種介質就會產生大量煙氣(qì)。在比對(duì)過(guò)程中(zhōng),有幾個實驗室並沒有安裝排(pái)氣(qì)裝置,以(yǐ)至(zhì)於檢定300℃這一(yī)溫度點時,實(shí)驗室內彌漫著濃(nóng)濃的煙(yān)氣。在如此惡劣的環(huán)境下檢定(dìng),很(hěn)容(róng)易引起不必(bì)要的(de)人(rén)為(wéi)誤差。

2.插入深度引入誤差

通(tōng)過比對(duì)結果可以看出,部分參比實驗室的(de)比對(duì)結果0℃示值(zhí)偏高,100℃示值偏低。造成這一現象的主要原因是部(bù)分參(cān)比實驗室在實(shí)驗過程(chéng)中鉑熱電阻的插入深(shēn)度不足。因為(wéi)在檢定(dìng)溫度與環境溫度(dù)相差較大時,沿著(zhe)鉑(bó)熱電(diàn)阻的軸向與環境溫度有熱交換,而且插入液麵的部分越(yuè)短,鉑熱電(diàn)阻與環境溫度的熱交換能量就越多。結果是顯而易見的,由於插入深度(dù)不符合(hé)要求導致(zhì)檢(jiǎn)定結果失(shī)準。在JJG229-2010中明(míng)確指出(chū),檢定鉑熱電阻的插(chā)入深度(dù)一般不(bú)少(shǎo)於300mm。

3.測量電阻時沒有采取電流換向(xiàng)的讀數方式

測(cè)量電阻時附加電(diàn)勢是產(chǎn)生誤差的主(zhǔ)要原因。為削弱附(fù)加(jiā)電勢的影響,應采用電流換向的方法。即測量者(zhě)在讀取(qǔ)一(yī)次數(shù)據後(hòu),改(gǎi)變電流方向,再次(cì)讀取一次(cì)數(shù)據,取兩(liǎng)次數(shù)據的平均值作為(wéi)測量結果。部分參比實(shí)驗室沒有采取電流換向,造成讀數(shù)誤差。

4.部分參(cān)比實(shí)驗室En值差得很大(占(zhàn)18%)

造成(chéng)這一(yī)比對(duì)結果的原因有(yǒu)很多,電測(cè)設備準確度不滿足要求,不符合規程中對於電測設備的準確度要求(qiú),分辨(biàn)力低(dī)下,造成(chéng)溫度修約後的示值出(chū)現偏差(chà);人為操作不當,沒有嚴格按照(zhào)規程中的操(cāo)作(zuò)要求(qiú)進行實驗,使得測(cè)出的示值偏差較(jiào)大;不確(què)定度評定不合理(lǐ)等。

三(sān)、幾點建(jiàn)議

1.增(zēng)加300℃測試點檢(jiǎn)測的要求

這(zhè)次(cì)比對特(tè)意增加了300℃這一檢定點,主要考察比對(duì)實驗室是否(fǒu)具備(bèi)高(gāo)溫檢測能(néng)力。畢竟JJG229-2010適用於-200℃~+850℃整(zhěng)個(gè)溫區的(de)工業鉑(bó)熱電阻。通過比對可知,部分(fèn)參比實驗室並不具備這一能力,所以設置300℃檢定點很有意義(yì)。

2.保證鉑電(diàn)阻溫度計(jì)有足夠的插入深度

3.增加(jiā)被測介質的循環

恒溫槽溫度的變(biàn)化也(yě)是產生附(fù)加誤差的(de)一個因素,因此,增加被測介質的(de)循環,盡量使鉑電阻與(yǔ)被測介質間的對流傳(chuán)熱增加,可有效避免恒溫槽(cáo)溫度變化帶來的(de)誤(wù)差。

4.提高裝置配(pèi)套設備準確度

5.加強管理

在平時實驗室的管理方(fāng)麵,實(shí)驗室人(rén)員要做(zuò)到對本實驗室標準設備(bèi)的使用狀況心中有數,及時檢(jiǎn)查各標(biāo)準設備以及(jí)配套設備的(de)運行狀態是否完(wán)好,從而確(què)保檢校數據(jù)的準確可靠。還(hái)要(yào)加強本實驗(yàn)室工(gōng)作人員的(de)定期培訓,比如設備(bèi)的使用和維護、新(xīn)檢校規程(chéng)的宣貫、測量不確定度的分析以及其他技能的(de)培養和學習。在(zài)做好日常實驗(yàn)室管理(lǐ)的(de)同時,要想在量值比對工(gōng)作中(zhōng)達到(dào)預期滿意的效果,除(chú)了對標準裝置(zhì)進行定期核查外,對檢(jiǎn)校人員(yuán)工作過(guò)程中(zhōng)的監督(dū)也是(shì)必(bì)不可(kě)少的,要建立(lì)監督檢查機製,定期對工(gōng)作進行抽查,在工(gōng)作中提(tí)前發現(xiàn)問題(tí),從而(ér)降(jiàng)低其檢校工作中的(de)出錯率。

四、結束語

通過量值比(bǐ)對(duì)不僅考察了參比實驗室對工業鉑電阻測量量值的(de)一致(zhì)程度,考察(chá)了各(gè)實驗室工業鉑電阻計(jì)量標準的可靠程度,還提高了實驗室計量檢定人員的技術水平和(hé)數據處(chù)理能力(lì),發(fā)現了日常(cháng)工作的某些問題,並積累了大量(liàng)經(jīng)驗。本次比對工作的開展填補了山(shān)東省自(zì)工業鉑銅熱電阻(zǔ)檢定規程(chéng)進行修訂更改後(hòu)工業(yè)鉑電阻檢校(xiào)領域的(de)空白,為(wéi)不斷完善(shàn)和提高各(gè)實驗室(shì)檢定(dìng)/校準水平(píng),為保證工業鉑電阻量值溯源(yuán)提供(gòng)了(le)有力的技術支撐。


本文刊發於《中(zhōng)國計量》雜誌(zhì)2019年第3期

作者(zhě):山東省計量科學研究院  馬嫣  董銳  阮社  王耀  尹躍  穆蕾
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