JJF(京) 192-2025 精密铂电阻温度计校准规范

　　北京市地方计量技术规范

　　JJF(京)192—2025

　　精密铂电阻温度计校准规范

　　Calibration Specification for PrecisionPlatinum Resistance Thermometers

　　2025-06-13 发布 2025-07-01实施

　　北京市市场监督管理局发 布

　　CalibrationSpecification for PrecisionPlatinum Resistance Thermometers

　　归口单位：北京市市场监督管理局

　　主要起草单位：北京市计量检测科学研究院

　　参加起草单位：潍坊市计量技术研究院

　　北京奥维泰科技有限公司

　　北京康斯特科技股份有限公司

　　本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释

　　本规范主要起草人：

　　桑素丽(北京市计量检测科学研究院)王 颖(北京市计量检测科学研究院)

　　赵 霞(北京市计量检测科学研究院)参加起草人：

　　张 芳 (潍坊市计量技术研究院)

　　裴立宁 (北京市计量检测科学研究院)

　　郑 研 (北京奥维泰科技有限公司)

　　高洪军 (北京康斯特仪表科技股份有限公司)

　　目录

　　引言 (II)

　　1范围 (1)

　　2引用文件 (1)

　　3术语 (1)

　　3.1 精密铂电阻温度计 (1)

　　3.2 精密参考铂电阻温度计 (1)

　　3.3 精密工业铂电阻温度计 (1)

　　3.4温坪 (1)

　　3.5固定点法 (1)

　　3.6比较法 (2)

　　4概述 (2)

　　5计量特性 (2)

　　6校准条件 (3)

　　6.1 环境条件 (3)

　　6.2 测量标准及其它设备 (3)

　　7 校准项目和校准方法 (4)

　　7.1 检查、校准项目 (4)

　　7.2 校准方法 (4)

　　7.3数据处理 (6)

　　8 校准结果表达 (7)

　　9复校时间间隔 (8)

　　附录A 校准证书内页参考格式 (9)

　　附录B 精密铂电阻温度计测量结果的不确定度评定(比较法) (11)

　　附录C 精密铂电阻温度计测量结果的不确定度评定(定点法) (18) 引言

　　本规范依据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的规定而制定。

　　本规范为首次发布。

　　精密铂电阻温度计校准规范

　　1范围

　　本规范适用于-189.3442℃~660.323℃(或各分温区)的铂电阻温度系数标称值0.003 924以上的精密参考铂电阻温度计和铂电阻温度系数标称值为0.00391 和0.00385的精密工业铂电阻温度计的校准。

　　2引用文件

　　本规范引用下列文件：

　　JJG 160—2007标准铂电阻温度计检定规程

　　JJG 229—2010 工业铂、铜热电阻温度计检定规程

　　JJF 1030—2023 温度校准用恒温槽技术性能测试规范

　　JJF 1178—2007 用于标准铂电阻温度计的固定点装置校准规范

　　上述文件为注日期的引用文件，注日期的版本适用于本规范。

　　3术语

　　3.1精密铂电阻温度计(以下简称温度计)precisionplatinumresistancethermometer

　　利用金属铂丝的电阻随温度单值变化的特性来实现测温的一种温度计，其感温元件应是无应力结构退过火的铂丝绕制而成，通过测量感温元件的电阻值，将电阻值转为温度值。

　　3.2精密参考铂电阻温度计precisionreferenceplatinumresistancethermometer

　　该温度计的铂电阻温度系数标称值在0.003924以上，同时感温元件满足WGa ≥1.11807，准确度和稳定性在二等标准铂电阻温度计和AA级工业铂电阻之间。

　　3.3精密工业铂电阻温度计precisionindustryplatinumresistancethermometer

　　该温度计的铂电阻温度系数标称值为0.00391 和0.00385，准确度和稳定性在精密参考铂电阻温度计和AA级工业铂电阻之间。

　　3.4温坪 temperatureplateau

　　利用某种物质相变的特性，获得的一段温度稳定不变的均匀温度环境。

　　3.5 固定点法fixedpointmethod

　　将被校温度计放入固定点装置中，达到热平衡后直接进行分度的方法。 3.6 比较法comparisonmethod

　　将被校温度计与标准器置于同一个均匀的温场内，通过比较温度值进行分度的方法。

　　4概述

　　温度计感温元件是由一定纯度铂丝绕成的电阻器，密封在金属(允许使用满足上限温度的其它材料)保护管内，从感温元件两端各引出两根引线，外接电缆线，图1为其结构示意图。

　　温度计的感温端长度、整体长度和直径因测量范围、用途和厂家的差异而有所不同。

　　图1 精密铂电阻温度计结构示意图

　　5计量特性

　　温度计的计量特性见表1。

　　表1计量特性

　　计量特性 计量特性指标 精密参考铂电阻温度计 精密工业铂电阻温度计 铂电阻温度系数标称值 ≥0.003924 0.00391或0.00385

　　标称电阻值 Rtp为100Ω±2Ω;25Ω±1Ω;

　　1000Ω±2Ω

　　(允许有其它电阻值)

　　/ 绝缘电阻 温度计在常温下金属外壳与引线之间的电阻≥200MΩ 稳定性 Δ Rtp≤30mK Δ R0≤50mK 注：以上计量特性仅供参考，不作为判定依据。 6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　环境温度：(15～28)℃;相对湿度：≤85%。

　　环境条件应同时满足被校温度计、标准器及电测设备使用的相关要求。

　　6.2 测量标准及其它设备

　　校准时所需的测量标准及其它设备可从表2中参考选择。

　　表2 测量标准及其它设备 序号 标准器及配套设备 技术要求 用途 备注 1 标准铂电阻温度计 (-196～660.323)℃;一等标准 标准器 亦可以用满足不

　　确定度要求的其

　　它标准器

　　2 铝凝固点装置

　　锌凝固点装置

　　锡凝固点装置

　　铟凝固点装置

　　镓熔点装置

　　水三相点装置

　　汞三相点装置

　　氩三相点装置(液氮比较

　　装置)

　　符合JJF1178-2007校准二等标准铂电阻温度计的技术指标

　　固定点装置

　　按照不同温度传

　　感器的插入深度，

　　选择相匹配的固

　　定点装置

　　3

　　恒温槽、冰点恒温器 (-180～-80)℃:工作区域最大温差≤0.03℃;波动性不超过0.03℃/10min;

　　(-80～300)℃:工作区域最大温差≤0.01℃;波动性不超过0.01℃/10min

　　比较装置

　　测量范围(-180~ 300)℃ 4 盐浴恒温槽、热管炉 工作区域最大温差≤0.04℃;波动性不超过0.04℃/10min 比较装置 测量范围(300~660)℃

　　5

　　电测设备 相对误差不大于1×10-5;

　　测量范围应与标准铂电阻、被校温

　　度计电阻值范围相适应保证测量

　　标准器和被校温度计电阻的分辨

　　力换算成温度后不低于0.1mK

　　标准器配套电测设备

　　符合激励电流提

　　供换向功能的电

　　测仪器

　　6

　　退火炉装置 温度范围200℃~700℃;

　　炉温稳定时对名义设定点的偏离

　　及波动应在±10℃以内;

　　在放置感温元件处的60mm范围内，垂直温场最大温差应不超过1℃

　　温度计校准前的退火

　　/ 7 转换开关 寄生电势≤0.4μV 测量多支温度计的转换器 / 8 绝缘电阻表 额定电压100V;

　　10级 测量绝缘电阻 / 7 校准项目和校准方法

　　7.1检查、校准项目

　　7.1.1 检查项目

　　7.1.1.1外观检查

　　温度计保护管应无凹陷、裂痕、变形和显著的锈蚀。引线应固定在套管内，各部件之间应固定牢固。

　　7.1.1.2 绝缘电阻检查

　　用绝缘电阻表测量温度计金属保护管和引线之间的电阻，应符合表1的要求。

　　7.1.1.3 稳定性检查

　　复校的温度计应检查其在水三相点或0℃的稳定性，计算푅tp或푅0与上一周期数据之差

　　的绝对值，应符合表1的要求。

　　7.1.2 校准项目

　　温度计的校准项目见表3。

　　表3校准项目

　　校准对象描述 校准项目 备注

　　温度计

　　精密参考铂电阻温度计 푅tp 按照被校温度计温度范围选择相应固定点进行校准,计算系数

　　a、b、c 푊t

　　精密工业铂电阻温度计 푅0 按照被校温度计温度范围选择相应温度点进行校准,计算系数

　　A、B、C 푅t

　　7.2 校准方法

　　7.2.1 温度计清洗

　　经外观检查合格的温度计，在退火前应将温度计保护管擦洗干净，擦洗过的温度计不应用手或其它物品触及其保护管表面。

　　7.2.2退火

　　根据温度计不同的使用上限及感温元件结构，按照表4的要求退火2小时。温度计在退火后应随炉冷却至480℃以下方可取出进行水三相点及其它温度点的测量。 表4 退火温度要求

　　温度计使用温度范围 退火温度 600℃以上(含600℃) 660℃ 480℃~600℃(含480℃) 温度计上限温度 50℃~480℃(含50℃) 咨询温度计生产厂家 50℃以下 不退火 7.2.3Rtp和R0 的测量

　　温度计电阻值的测量应采用四线制测量方法，标称电阻值为25Ω或100Ω的温度计测量工作电流为1mA，其它标称电阻值的温度计测量工作电流应按照生产厂家或客户要求设定。温度计应先测量Rtp或R0。

　　a) 在水三相点瓶中测量时，水三相点瓶使用前冰套应能自由转动，温度计在预冷后才可插入水三相点瓶中，待热平衡后测量温度计的电阻值Rtp ，取多次测量的平均值。

　　b) 在恒温槽或冰点恒温器中测量时，温度计在预冷后才可插入恒温槽或冰点恒温器中，恒温槽或冰点恒温器实际温度尽可能接近水三相点温度(以标准器为准)，待热平衡后测量温度计的电阻值R0，取4次测量的平均值。

　　7.2.4 其它校准点的测量及分度方法温度计的测量及分度方法见表5。

　　表5 测量及分度方法

　　方法 精密参考铂电阻温度计 精密工业铂电阻温度计 测量方法 固定点法 固定点法或比较法 分度方法 ITS90(标准铂电阻温度计) IEC(工业铂电阻温度计) 计算系数 a、b、c A、B、C 7.2.4.1固定点法

　　校准前需要对被校温度计进行预热(冷)，被校温度计一般要触到固定点容器底部。a) 测量RAl 、RZn 、RSn 、RIn

　　固定点装置到达凝固点温坪后，将被校温度计插入测试孔中，待被校温度计达到热平 衡后，开始测量被校温度计的电阻值Rt，取10次测量的平均值。

　　b)测量RGa

　　固定点装置到达熔点温坪后，将被校温度计插入测试孔中，待被校温度计达到热平衡后，开始测量被校温度计的电阻值Rt ，取10次测量的平均值。

　　c)测量RHg 、RAr

　　固定点装置到达三相点温坪后，将被校温度计插入测试孔中，待被校温度计达到热平衡后，开始测量被校温度计的电阻值Rt，取10次测量的平均值。

　　固定点装置复现方法可参照JJG160-2007《标准铂电阻温度计》检定规程5.3.12至5.3.19条。

　　7.2.4.2比较法

　　a) 其它校准点的选择

　　在被校温度计的使用温度范围或指定温区内，选取上限温度点和下限温度点及客户指定的其它温度点进行校准。0℃以上温区不少于2个校准点，0℃以下温区不少于1个校准点。

　　b)测量方法

　　将标准器与被校温度计同时插入比较装置中，两者的感温部分应处于同一水平面。比较装置的实际温度偏离校准点不应超过±0.2℃(以标准器为准)，且尽可能接近固定点温度。

　　0℃以上温区测量两个温度点t1和t2 的电阻值Rt1和Rt2，0℃以下温区测量一个温度点t3的电阻值Rt3，分别测量4次取其平均值。

　　7.3数据处理

　　7.3.1 系数a、b和c计算

　　将固定点法测得的Rt按公式(1) 计算可获得wt

　　wt=Rt/Rtp(1)

　　式中：wt——温度计在温度t时的电阻值Rt与Rtp的比值;

　　Rt——温度计在温度t时的电阻值，Ω;

　　Rtp——温度计在水三相点(0.01℃)时测得的电阻值，Ω。 被校温度计a、b和c系数的计算参照JJG160-2007中5.4条。

　　7.3.2 系数A、B和C计算

　　将固定点法或比较法测得的Rtp或R0、t1 、Rt1 、t2 、Rt2、t3 、Rt3代入公式(2)和(3)：

　　-200℃~0℃：Rt =R0 ∗[1 + At +Bt2+C(t−100)t3](2)

　　0℃~660℃：Rt =R0 ∗[1 + At +Bt2] (3)

　　可计算得到被校温度计的系数A、B和C。

　　7.4 数据有效位数

　　校准证书应根据温度计类型和使用的温区给出最终结果。

　　温度计数据有效位数见表6。

　　表6 数据有效位数

　　数据 有效位数 R0或Rtp 小数点后四位 WAl 、WZn 、WSn 、WIn 、WGa、WHg 、WAr 小数点后五位 系数a、b、c 小数点后六位 系数A、B、C 五位有效数字 8 校准结果表达

　　校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：

　　校准证书应包括以下信息：

　　a) 标题: “校准证书”;

　　b) 实验室名称和地址;

　　c) 进行校准的地点;

　　d) 校准证书编号、页码及总页数的标识;

　　e) 客户名称和地址;

　　f) 被校仪器的名称、型号、编号及制造单位;

　　g) 校准单位校准专用章;

　　h) 校准日期;

　　i) 校准所依据的技术规范名称及代号; j) 本次校准所用主要测量设备名称、测量范围、准确度等级或不确定度或最大允许误差、证书编号、溯源机构及有效期;

　　k) 校准时的环境温度、相对湿度;

　　l) 校准结果、测量不确定度和被校温度计内部修正系数的说明;

　　m) 复校时间间隔的建议;

　　n) “校准证书”的校准人、核验人、批准人签名及签发日期;

　　o) 校准结果仅对被校仪器本次测量有效的声明;

　　p) 未经实验室书面批准，部分复制证书或报告无效的声明。

　　9 复校时间间隔

　　复校时间间隔由送校单位根据温度计的实际使用情况、使用者、质量等因素确定，建议一般不超过12 个月。如果仪器经维修、更换重要部件或对仪器性能有怀疑时，应重新校准。

　　附录A

　　校准证书内页参考格式

　　A.1 校准证书第2页参考格式

　　证书编号：XXXX-XXXX

　　校准机构授权说明 溯源性说明 校准环境条件及地点：

　　温度： ℃地点：

　　湿度：%RH其他： 校准使用的主要标准器/主要仪器：

　　名称

　　测量范围 不确定度/准确

　　度等级/最大允

　　许误差 证书编号 溯源机构

　　有效期至

　　第X页共X页 A.2 校准证书第3 页参考格式 证书编号：XXXX-XXXX

　　校准结果

　　一、外观检查

　　二、绝缘电阻

　　三、数据结果

　　精密参考铂电阻温度计 精密工业铂电阻温度计 型号/编号 型号/编号 参数(系数) 数值 参数(系数) 数值 Rtp/Ω

　　푅0

　　标准/℃ 푊퐴푙 被校/Ω 푊푍푛 푊푆푛

　　푅푡

　　(0℃以上温区)

　　标准/℃ 푊퐼푛

　　被校/Ω 푊퐺푎 푊

　　푅푡

　　(0℃以上温区)

　　标准/℃ 푊퐴푟 被校/Ω a b 푅푡

　　(0℃以下温区) 标准/℃ c 被校/Ω 1.温度计按1990年国际温标分度;

　　2.Rtp为温度计在水三相点的电阻值：Wt=Rt/Rtp;

　　3.分度时通过温度计的电流为1mA;

　　4.下次送校请带此证书(或复印件)。 A B C 测量结果的扩展不确定度 校准点/℃ U/(℃或mK)，k=2 第X页共X页

　　附录B

　　精密铂电阻温度计测量结果的不确定度评定(比较法)

　　B.1概述

　　B.1.1 测量方法

　　依据《精密铂电阻温度计校准规范》。

　　B.1.2 测量环境条件

　　环境温度：15 ℃~28℃;相对湿度：≤85%。

　　B.1.3 测量标准

　　一等标准铂电阻温度计：测量范围-189.3442 ℃~419.527 ℃。

　　恒温槽：水平温场0.005℃;10min 变化不大于0.005℃。

　　盐槽：水平温场0.01℃;10min 变化不大于0.01℃。

　　电测设备：精密测温电桥及配套设备，最大允许相对误差为±1×10-5。B.1.4 测量对象

　　精密铂电阻温度计，测量范围0℃~420℃。

　　B.1.5测量点

　　锌凝固点(419.527℃)、锡凝固点(231.928℃)和水三相点(0.01℃)。其中，水三相点(0.01 ℃) 在水三相点瓶中测得，其余各点在温度比较装置中测得。

　　B.1.6 测量过程

　　将标准和被校温度计一起放入温度比较装置中，将温度控制在锌凝固点(419.527℃)和锡凝固点(231.928℃)点附近，偏离不超过±0.2℃,待温度平衡后先测得相应的标准铂电阻温度计阻值R*t’和被校温度计阻值Rt’，再测量被校温度计和标准铂电阻温度计，如此完成两个测量循环，共4 遍数据，取平均值。分别测得标准和被校温度计的R*tp和Rtp，计算出电阻比，最后根据公式计算出被校温度计锌凝固点和锡凝固点的分度值。

　　B.2 数学模型

　　Wt=Wt’+W*t-W*t’ (B.1)

　　式中：Wt —被校温度计在分度点温度为t时的电阻值Rt与Rtp 的比值;

　　Wt’—被校温度计在温度为t9时的电阻值Rt’与Rtp的比值; W*t —— 标准铂电阻温度计在温度为t 时证书电阻比值;

　　W*t’—— 标准铂电阻温度计在温度为t’时的电阻值R*t’与R*tp 的比值。

　　B.3灵敏系数

　　对公式(B.1)全微分可得

　　由于不确定度分量各不相关，因而其合成方差为：

　　式中： u(WR1)——电测设备带来的标准不确定度;

　　u(WR2)——简化公式带来的标准不确定度。

　　因此，各标准不确定度分量为：

　　其中，cc5=1，c6= 2，c7=1。

　　B.4 标准不确定度评定

　　B.4.1 标准不确定度u(Rt’)的评定

　　B.4.1.1 被校的复现性引入的标准不确定度u(Rt’1)(A 类)

　　被校精密铂电阻温度计短期稳定性引入的标准不确定度可通过对三支稳定的被校温度计一星期内在各温度点附近做多次测量，计算合并样本标准偏差sp，由A 类标准不确定度评定获得。

　　a)锌凝固点温度校准时：sp

　　实际测量是以4次测量值平均值为测量结果，所以 u= sp mΩ(相当于1.50 mK)。

　　b)锡凝固点温度校准时：sp所以 u= sp(相当于0.57 mK)。

　　B.4.1.2自热效应分散性引入的标准不确定度u(Rt’2)

　　由于温度计在校准时通过电流为1mA，因此校准结果已包含了自热影响。因此只应对自热的分散性予以考虑。试验表明，温度计在恒温槽中自热的分散性最大不超过0.8mK，由此引起的标准不确定度在锌点和锡点分别为：

　　a) 锌凝固点温度校准时：u(Rt’2)= 0.280mΩ(相当于0.80 mK)。

　　b) 锡凝固点温度校准时：u(Rt’2)= 0.297mΩ(相当于0.80 mK)。B.4.1.3 温场的均匀性引入的标准不确定度u(Rt’3)

　　精密铂电阻温度计比较法校准必须使标准和被校温度计的感温部分处于同一水平面，故只需考虑水平温场不均匀性产生的影响。对于温度比较装置添加等温块后，在锌点可保证水平温场为0.01℃,在锡点可保证水平温场为0.005℃,服从矩形分布，则

　　a) 锌凝固点温度校准时： u(Rt’3)=0.01 mK(相当于2.016 mΩ)。

　　b) 锡凝固点温度校准时： u(Rt’3)=0.005.88 mK(相当于1.072 mΩ) 。B.4.1.4 u(Rt’)的计算

　　由于上述3 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　a) 锌凝固点温度校准时：u

　　b) 锡凝固点温度校准时：uB.4.2 标准不确定度u(Rtp)的评定

　　B.4.2.1 被校的复现性引入的标准不确定度u(Rtp1)(A 类)

　　我们采用三支稳定的精密铂电阻温度计在一个星期内在水三相点做多次测量，并合并样本标准sp：

　　所以 u(Rt1)= sp=0.104 mΩ(相当于0.26 mK)。

　　B.4.2.2 水三相点容器引入的标准不确定度u(Rtp2)

　　水三相点瓶中微量残余气体、水中杂质、水分子中氢与氧及同位素成分的影响，静压力修正不准等原因引起不确定度量，我们的采用多个水三相点瓶进行比对，可产生0.4mK误差服从矩形分布，则由此引入的标准不确定度u(Rtp2)=0.4 mK/、=0.23 mK(相当于0.092mΩ)。

　　B.4.2.3由一等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度u(Rtp3)

　　一等标准铂电阻温度计在水三相点的扩展不确定度为0.8 mK，k=2 ，则由此引入的标准不确定度u(Rtp2)=0.8/2=0.4 mK(相当于0.04 mΩ) 。

　　B.4.2.4 u(Rtp)的计算

　　由于上述3 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　B.4.3 标准不确定度u (R*t’)的评定

　　B.4.3.1 标准的重复性引入的标准不确定度u (R*t’1)(A 类)

　　对一等标准铂电阻温度计做了6 遍短期重复性测量，获得其A 类标准不确定度。实际测量是以4次测量值平均值为测量结果。

　　a) 锌点温度校准时：u (R*t’1)=sp/、=0.011 mΩ(相当于0.13 mK)。

　　b) 锡点温度校准时：u (R*t’1)= sp/、=0.010 mΩ(相当于0.11 mK)。B.4.3.2自热效应引入的标准不确定度u (R*t’2)

　　一等标准铂电阻温度计在测量时，通过电流为1mA，试验表明，在定点炉和流动介质中的自热效应的差异在锌点最大不超过4.0mK，在锡点最大不超过2.0mK，服从均匀分布，则

　　a) 锌凝固点温度校准时：u (R*t’2)= 4.0 mK /、=2.30 mK(相当于0.201 mΩ) 。

　　b) 锡凝固点温度校准时：u (R*t’2)= 2.0 mK /2、=1.16 mK(相当于0.108 mΩ) 。B.4.3.3 u(R*t’)的计算

　　由于上述2 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　a) 锌点温度校准时：u

　　b) 锡点温度校准时：u (R*t’)== 0.109 mΩ

　　B.4.4 标准不确定度u(R*tp)的评定

　　B.4.4.1 标准的复现性引入的标准不确定度u(R*tp1)(A 类)

　　我们对一等标准铂电阻温度计一个星期内在水三相点做多次测量，获得其A 类标准不确定度u(R*tp1)= 0.018 mΩ(相当于0.18 mK)。

　　B.4.4.2 水三相点容器引入的标准不确定度u(R*tp2)

　　水三相点容器引起的标准不确定度0.23 mK，相当于u(R*tp2)=0.023 mΩ。

　　B.4.4.3由一等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度u(R*tp3)

　　一等标准铂电阻温度计在水三相点的扩展不确定度为0.8 mK，k=2 ，则由此引入的标准不确定度u(R*tp3)=0.8/2=0.4 mK，相当于0.04 mΩ。

　　B.4.4.3.4 u(R*tp)的计算

　　由于上述3 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　u(R*tp)==0.050mΩ

　　B.4.5 标准不确定度u(W*t)的评定

　　一等标准铂电阻温度计传递可引入不确定度

　　a) 锌凝固点温度校准时：一等标准铂电阻温度计扩展不确定度U=4.2 mK，k=2，则

　　4.2 mK/2=2.10 mK，相当于u(W*t1)=7.34×10-6。

　　b) 锡凝固点温度校准时：一等标准铂电阻温度计扩展不确定度U=3.3 mK，k=2，则

　　3.3 mK/2=1.70 mK，相当于u(W*t1)=6.31×10-6。

　　B.4.6电测设备引入的标准不确定度u(WR1)

　　精密铂电阻温度计测量采用测温电桥及配套标准电阻，电桥的不确定度，测量时标准电阻随温度的变化，各类干扰以及人员读数误差，以及交直流电桥的差异均引入的不确定度。

　　a) 锌凝固点温度校准时：电测设备引起的标准不确定度半宽a=0.4 mK，服从矩形分布，则包含因子 k=、，故标准不确定度为 0.4mK/、=0.23mK ，相当于u(WR1)=0.80×10-6。

　　b) 锡凝固点温度校准时：电测设备引起的标准不确定度半宽a=0.2 mK，服从矩形分布，则包含因子k=、，故标准不确定度为0.2 mK/、=0.12 mK，相当于u(WR1)= 0.45×10-6。

　　B.4.7 简化公式引起的标准不确定度u(WR2)

　　引入简化公式计算精密铂电阻温度计的分度值可引入不确定度。

　　a) 锌凝固点温度校准时：采用简化公式引起的标准不确定度半宽a=0.60mK，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度为0.60 mKmK，相当于u(WR2)=1.23×10-6。

　　b) 锡凝固点温度校准时：采用简化公式引起的标准不确定度半宽a=0.30 mK，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度为0.30 mKmK，相当于u(WR2)=0.67×10-6。

　　B.5 合成不确定度及扩展不确定度评定

　　各温度点标准不确定度分量汇总见表B.1。

　　表B.1 各温度点标准不确定度汇总表

　　标准不确

　　定度分量

　　u(yi )

　　不确定度来源 灵敏系数ci /Ω-1 锌凝固点 u(xi) 灵敏系数

　　ci

　　/Ω-1 锡凝固点u(xi) 相当于(mK) (mΩ) 相当于(mK) (mΩ)

　　c1u(Rt’) 短期复现性 0.010 1.50 0.524 0.010 0.57 0.208 自热效应 0.80 0.280 0.80 0.297 温度均匀性 5.76 2.016 2.88 1.072 合成 0.010 2.102 0.010 1.132 21.02×10-6 11.32×10-6

　　c2u(Rtp) 短期复现性

　　0.103 0.26 0.104

　　0.076 0.26 0.104 水三相点容器 0.23 0.092 0.23 0.092 一等标准铂电阻温度计传递 0.4 0.04 0.4 0.04 合成 0.103 0.145 0.076 0.145 14.94×10-6 11.02×10-6

　　c3u(R*t’) 重复性 0.040 0.13 0.011 0.040 0.11 0.010 自热效应 2.30 0.201 1.16 0.108 合成 0.040 0.202 0.040 0.109 8.08×10-6 4.36×10-6

　　c4u(R*tp) 短期复现性

　　0.103 0.18 0.018

　　0.076 0.18 0.018 水三相点容器 0.23 0.023 0.23 0.023 一等标准铂电阻温度计传递 0.4 0.04 0.4 0.04 合成 0.103 0.050 0.076 0.050 5.15×10-6 3.80×10-6 c5u(W*t) 一等标准铂电阻温度计传递 7.34×10-6 6.31×10-6 c6u(WR1) 电测设备 0.80×10-6 0.45×10-6 c7u(WR2) 简化公式 1.23×10-6 0.67×10-6 uc(Wt) 合成标准不确定度 28.6×10-6 18.0×10-6 U 扩展不确定度 U=57.2×10-6

　　(相当于U=16.4mK, k=2) U=36.0×10-6

　　(相当于U=9.7mK, k=2) 由于各不确定度分量之间相互独立，因此，不确定度合成为

　　a) 锌凝固点温度校准时：uc(WZn)=28.6×10-6

　　b) 锡凝固点温度校准时：uc(WSn)=18.0×10-6取k=2，扩展不确定度U=k× uc

　　a) 锌凝固点温度校准时WZn 的扩展不确定度：U=5.8×10-5, k=2;换算成温度值后，锌点温度校准时的扩展不确定度U=17 mK , k=2。

　　b) 锡凝固点温度校准时WSn 的扩展不确定度：U= 3.6×10-5, k=2;换算成温度值后，锡点温度校准时的扩展不确定度U=10 mK , k=2。 附录C

　　精密铂电阻温度计测量结果的不确定度评定(定点法)

　　C.1 概述

　　C.1.1 测量方法

　　依据《精密铂电阻温度计校准规范》。

　　C.1.2 测量环境条件

　　环境温度：15℃~28℃;相对湿度：≤85%。

　　C.1.3 测量标准

　　一等标准铂电阻温度计：测量范围-189.3442℃~419.527℃。

　　固定点装置：符合JJF1178-2007《用于标准铂电阻温度计的固定点装置》校准规范中规定一等标准装置的要求。

　　电测设备：精密测温电桥及配套设备，最大允许相对误差为±1×10-5。C.1.4 测量对象

　　精密铂电阻温度计，测量范围0 ℃~420℃。

　　C.1.5 测量点

　　锌凝固点(419.527℃)、锡凝固点(231.928℃) 和水三相点(0.01℃) 。

　　C.1.6 测量过程

　　将标准铂电阻温度计放入锌、锡固定点装置中，达到固定点温坪后，将标准取出，被校温度计插入，待温度计达到热平衡后，可以开始测量。测量温度计的电阻值Rt应不少于二次，取测量的平均值。测量完毕后，将被校取出，自然冷却后测量其Rtp，根据公式计算出被校温度计锌点和锡点的电阻比值。

　　C.2数学模型

　　由公式(C.1)计算被校的WZn和WSn。

　　Wt=Rt/Rtp(C.1)

　　式中：Wt ——被校温度计在分度点温度为t时的电阻值Rt与Rtp 的比值;

　　Rt ——被校温度计在分度点温度为t时的电阻值，Ω;

　　Rtp ——被校温度计在水三相点的电阻值，Ω。 C.3灵敏系数

　　对公式(C.1)全微分可得

　　将(C.2)两边同除以dWt/dt，变化后可以得到：

　　dt= dtt-hdttp(C.3)

　　其中：h =Wt(C.4)

　　由于各固定点的测量与水三相点测量各不相关，因而其合成方差为：

　　式中，u(tt ) ——被校温度计在温度为t时的标准不确定度，mK;

　　u(ttp ) ——被校温度计在水三相点时的标准不确定度，mK。

　　因此，各标准不确定度分量为：

　　u(t1 )=c1.u(tt)

　　u(t2)=c2.u(ttp)

　　其中，对锌凝固点c1=1.0，c2 =h=2.9。

　　对锡凝固点c1=1.0，c2 =h=2.0。

　　C.4 标准不确定度评定

　　C.4.1 标准不确定度u(tt)的评定

　　C.4.1.1 被校的复现性引入的标准不确定度u(tt1)(A 类)

　　被校精密铂电阻温度计短期稳定性引入的标准不确定度可通过对三支稳定的被校温度计一星期内在各温度点附近做多次测量，合并样本标准sp，由A 类标准不确定度获得。

　　a)锌凝固点温度校准时：sp

　　以2次测量平均值作为结果为例， u= sp相当于1.46 mK。 注：测量次数可视设备具体情况而定。

　　b)锡凝固点温度校准时：sp所以 u= sp相当于0.51 mK。

　　C.4.1.2固定点容器引入的标准不确定度u(tt2)

　　定点法校准精密铂电阻温度计选用的迷你金属固定点，纯度均达到99.9999%。

　　a)锌凝固点温度校准时：锌点容器扩展不确定度为2.0 mK，k=2，则由此引入的标准不确定度u(tt2)=2.0/2=1.00 mK。

　　b)锡凝固点温度校准时：锡点容器扩展不确定度为1.6mK，k=2，则由此引入的标准不确定度u(tt2)=1.6/2=0.80 mK。

　　C.4.1.3由一等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度u(tt3)

　　一等标准铂电阻温度计进行考核各固定点容器。

　　a)锌凝固点温度校准时：一等标准铂电阻温度计在锌凝固点分度的扩展不确定度为3.5mK，k=2，则由此引入的标准不确定度u(tt2)=3.5/2=1.75 mK。

　　b)锡凝固点温度校准时：一等标准铂电阻温度计在锡凝固点分度的扩展不确定度为2.8mK，k=2，则由此引入的标准不确定度u(tt2)=2.8/2=1.4 mK。

　　C.4.1.4电测设备误差引入的u(tt4)

　　精密铂电阻温度计测量采用测温电桥及配套标准电阻，电桥的不确定度，测量时标准电阻随温度的变化，各类干扰以及人员读数误差，以及交直流电桥的差异均引入的不确定度。

　　a) 锌凝固点温度校准时：电测设备引起的标准不确定度半宽a=0.4 mK，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度u=0.4 mKmK。

　　b) 锡凝固点温度校准时：电测设备引起的标准不确定度半宽a=0.2 mK，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度u=0.2 mKmK。

　　C.4.1.5固定点温坪波动引入的u(tt5)

　　定点炉温度设定，温场波动，热传导等因素会对凝固点温坪质量产生影响。根据JJF1178-2007 对一等标准装置的要求，锌点、锡点温坪引入的不确定度半宽a=1.5mK，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度u=1.5mKmK。 C.4.1.6自热效应分散性引入的标准不确定度u(tt6)

　　温度计在校准和测量时，通过电流均为1 mA，因此校准结果已包含了自热影响，只是自热的分散性应予以考虑。试验表明，温度计在固定点装置中自热的分散性最大不超过0.5mK，由此引起的标准不确定度u(tt5)=0.5 mK。

　　C.4.1.7 熔化点温坪引入的标准不确定度u(tt7)

　　温度计定点法校准时允许采用熔化点温坪，经过多次试验，证明熔化点温坪与凝固点温坪相差在1.0 mK之内，服从矩形分布，则包含因子k，故标准不确定度u(tt7)=1.0mKmK。

　　C.4.1.7 u(tt)的计算

　　由于上述7 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　a) 锌凝固点温度校准时：

　　b) 锡凝固点温度校准时：

　　u(tt)== 2.06 mK。

　　C.4.2 标准不确定度u(ttp)的评定

　　C.4.2.1 被校的复现性引入的标准不确定度u(ttp1)(A 类)

　　我们采用三支稳定的精密铂电阻温度计在一个星期内在水三相点做多次测量，并合并样本标准sp

　　所以 u(Rt1)= sp=0.104 mΩ(相当于0.26 mK)。

　　C.4.2.2 水三相点容器引入的标准不确定度u(ttp2)

　　水三相点瓶中微量残余气体、水中杂质、水分子中氢与氧及同位素成分的影响，静压力修正不准等原因引起不确定度量，我们的采用多个水三相点瓶进行比对，可产生0.4mK误差服从矩形分布，则由此引入的标准不确定度0.4 mKmK。

　　C.4.2.3由一等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度u(ttp3)

　　一等标准铂电阻温度计在水三相点的扩展不确定度为0.8 mK，k=2，则由此引入的标准不确定度u(Rtp2)=0.8/2=0.4 mK。

　　C.4.2.4 u(ttp)的计算

　　由于上述3 个不确定度分量相互独立，因此合成为

　　C.5 合成不确定度及扩展不确定度评定

　　各温度点标准不确定度分量汇总见表C.1。

　　表C.1 各温度点标准不确定度汇总表

　　标准不

　　确定度)

　　不确定度来源 灵敏

　　系数

　　ci 锌凝固点u(xi) 灵敏

　　系数

　　ci 锡凝固点u(xi) (mK) (mK)

　　c1u(tt) 短期复现性

　　1.0 1.46

　　1.0 0.51 固定点金属中微量杂质 1.00 0.80 一等标准铂电阻温度计

　　传递 1.75 1.40 电测设备 0.23 0.12 温坪波动 0.87 0.87 自热效应 0.50 0.50 熔化点温坪 0.58 0.58 合成 1.0 2.76 1.0 2.06 2.76 2.06

　　c2u(ttp) 短期复现性

　　2.9 0.26

　　2.0 0.26 水三相点容器引起 0.23 0.23 一等标准铂电阻温度计传递引起 0.4 0.4 合成 2.9 0.53 2.0 0.53 1.54 1.1 uc 合成标准不确定度 3.16 2.34 U 扩展不确定度 U=6mK, k=2 U=5mK, k=2 由于各不确定度分量之间相互独立，因此，不确定度合成为

　　a) 锌凝固点温度校准时：uc(tZn)=3.16 mK

　　b) 锡凝固点温度校准时：uc(tSn)=2.34 mK取k=2，扩展不确定度U=k× uc

　　a) 锌凝固点温度tZn校准时：U=6 mK , k=2。

　　b) 锡凝固点温度tSn校准时：U= 5 mK , k=2。