Приложение А.1

Государственная поверочная схема для контактных термометров в диапазоне температуры ниже 273,16 К (0,01 °С)

Государственная поверочная схема для контактных термометров в диапазоне температуры от 0 °С (273,15 К) и выше

Государственная поверочная схема для неконтактных (радиационных) термометров

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТОРГОВЛИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ (Госстандарт)

23 декабря 2022 г.                                                                        3253

_______ № ______

Москва

В соответствии с Положением об эталонах единиц величин, используемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2010 г. № 734, требованиями к содержанию и построению государственных поверочных схем и локальных поверочных схем, в том числе к их разработке, утверждению и изменению, утвержденными приказом Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 11 февраля 2020 г. № 456, Планом разработки, пересмотра и утверждения государственных поверочных схем на 2022 год, утвержденным приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 апреля 2022 г. № 940, а также принимая во внимание раздел I протокола научно-технической комиссии по метрологии и измерительной технике Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16декабря2020г.№ 129-пр приказываю:

• 1.  Утвердить прилагаемую Государственную поверочную схему для средств измерений температуры (далее - ГПС).

• 2. Установить, что:

ГПС применяется для Государственного первичного эталона единицы температуры в диапазоне от 0 до 3200 °C (ТЭТ 34-2020), Государственного первичного эталона единицы температуры - кельвина в диапазоне от 0,3 до 273,16 К (ГЭТ 35-2021), прослеживаемых к ним эталонам и средствам измерений температуры, и вводится в действие с 1 февраля 2023 г.;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям ГОСТ 8.558-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры» (далее - ГОСТ 8.558-2009) или локальным поверочным схемам, применяются до даты окончания срока действия свидетельства об аттестации, выданного до ввода действия ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям ГОСТ 8.558-2009, соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат периодической аттестации на соответствие ГПС не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации, в документы на эталоны вносятся соответствующие изменения;

эталоны, аттестованные на соответствие требованиям ГОСТ 8.558-2009, не соответствующие по своим метрологическим характеристикам указанному разряду ГПС, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

эталоны, аттестованные на соответствие локальным поверочным схемам, подлежат первичной аттестации не позднее срока окончания действия свидетельства об аттестации и утверждению в соответствии с ГПС;

информация о прекращении применения эталонов по ГОСТ 8.558-2009 или локальным поверочным схемам или об изменении ГПС для эталонов, не требующих переутверждения, передается держателем эталона в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений (далее - Федеральный фонд) после даты окончания срока действия свидетельства об аттестации.

• 3. ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» направить сведения о ГПС в ФГБУ «ВНИИМС» для их внесения в Федеральный фонд.

• 4. Управлению метрологии, государственного контроля и надзора Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии обеспечить размещение информации об утверждении ГПС на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет».

• 5. Техническому комитету по стандартизации № 206 «Эталоны и поверочные схемы» (ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева») обеспечить исполнение в установленном порядке процедур по прекращению применения в качестве национального стандарта Российской Федерации межгосударственного стандарта ГОСТ 8.558-2009 и направление соответствующего комплекта документов в Управление стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии.

• 6. Контроль за исполнением настоящего приказа оставляю за собой.

Заместитель Руководителя

Подлинник электронного документа, подписанного ЭП, хранится в системе электронного документооборота Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

СВЕДЕНИЯ О CL^'i ИФИКАТЕ ЭП

Сертификат: O29D1O9BOOOBAE27A64C995DD8O6O203A9 Кону выдан: Лазаренко Евгений Русланович Действителен: с 27,12.2021 до 27.12.2022

V

УТВЕРЖДЕНА приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от «23» декабря 2022 г. № 3253

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

• 1.1. Настоящая поверочная схема распространяется на средства измерений температуры в диапазонах от 0,3 до 3473,15 К (от минус 272,85 °C до 3200 °C), и устанавливает порядок передачи единиц температуры - кельвина (K) и градуса Цельсия (°C) от государственных первичных эталонов средствам измерений с помощью вторичных и рабочих эталонов, с указанием основных методов аттестации/поверки и погрешности (см. также приложение А).

В соответствии с ГОСТ 8.381-2009 и погрешности, и неопределенности выражают в виде границ или доверительных границ. По умолчанию знак при одинаковом числовом значении положительной и отрицательной границ опускают.

• 1.2.  Государственная поверочная схема для средств измерений температуры состоит из трех частей:

Часть 1. Поверочная схема для контактных термометров в диапазоне от 0,3 до 273,16 K (от минус 272,85 °C до 0,01 °C) (чертеж в приложении А.1);

Часть 2. Поверочная схема для контактных термометров в диапазоне от 273,15 до 2773,15 K (от 0 °C до 2500 °C) (чертеж в приложении А.2);

Часть 3. Поверочная схема для радиационных (неконтактных) термометров (чертеж в приложении А.3).

• 1.3. Государственную поверочную схему для средств измерений температуры возглавляют два Государственных первичных эталона единицы температуры: ГЭТ 35-2021 (далее - ГЭТ 35) и ГЭТ 34-2020 (далее - ГЭТ 34), воспроизводящие, хранящие и передающие единицу температуры.

• 1.4. В диапазоне от 0,3 до 273,16 K (от минус 272,85 °C до 0,01 °C), единицу температуры воспроизводят и передают контактным способом с помощью Государственного первичного эталона ГЭТ 35 в соответствии с Положением о Международной температурной шкале МТШ-90 (далее -МТШ-90), а также методом абсолютной акустической газовой термометрии.

В диапазоне от 0 °C до 961,78 °C (от 273,15 до 1234,93 K) единицу температуры воспроизводят и передают контактным способом с помощью Государственного первичного эталона ГЭТ 34 в соответствии с МТШ-90.

В диапазоне свыше 961,78 °C до 3200 °C (свыше 1234,93 до 3473,15 K) единицу температуры воспроизводят и передают неконтактным способом с помощью Государственного первичного эталона единицы температуры ГЭТ 34 методами абсолютной и условной первичной радиометрии.

• 1.5.  В настоящем документе под наименованиями «термометр сопротивления» и «термоэлектрический термометр» подразумевается, что в состав этих приборов входят первичные преобразователи температуры -термопреобразователи сопротивления и термоэлектрические преобразователи, соответственно, а для измерений сигналов, вырабатываемых первичными преобразователями, входят вторичные преобразователи - средства измерений электрических величин сопротивления, напряжения или специализированные приборы, аппаратно реализующие функцию преобразования электрического сигнала в эквивалентные значения в единицах температуры по тем или иным установленным правилам, включающим, в том числе, индивидуальные свойства конкретного первичного преобразователя.

Вторичные преобразователи должны быть аттестованы (откалиброваны, поверены) с прослеживаемостью к соответствующему первичному эталону.

• 1.6. На всех уровнях от рабочих эталонов единицы температуры 0-го разряда до средств измерений температуры при наличии технической возможности первичные     термопреобразователи     сопротивления,

термоэлектрические преобразователи и ампулы реперных точек могут быть аттестованы   (откалиброваны,   поверены) отдельно   от вторичных

преобразователей и других вспомогательных технических средств, требующихся для функционирования эталона, путем сличения с термометрами сопротивления, термоэлектрическими термометрами и мерами температуры в соответствии с данной поверочной схемой. При передаче единицы температуры источники погрешности всех технических средств, участвующих в процессе передачи единицы температуры, должна быть учтена.

В настоящей поверочной схеме указаны СКО метода передачи единицы на уровнях от первичного эталона единицы температуры до вторичных эталонов и рабочих эталонов единицы температуры 0-го разряда, и доверительные границы абсолютной погрешности метода передачи единицы на уровнях от рабочих эталонов единицы температуры 1 разряда до средств измерений температуры. При определении суммарного СКО и доверительных границ погрешности метода передачи единицы должны быть учтены все источники погрешности от вспомогательных, требующихся для функционирования эталона единицы температуры технических средств, эталонов и средств измерений (в том числе, средств измерений электрических величин сопротивления, напряжения или специализированных приборов, аппаратно реализующих функцию преобразования электрического сигнала в эквивалентные значения в единицах температуры по тем или иным установленным правилам, если данные средства измерений не входят в состав эталона, как указано в п. 1.5), а также используемого стороннего программного обеспечения, выполняющего функцию преобразования.

• 1.7. При поверке (аттестации, калибровке) в каждом значении температуры отношение значений СКО результата измерений или границ доверительной погрешности исходного и поверяемого эталонов должно быть не более 0,67 (1:1,5), а отношение границы доверительной погрешности эталона и предела допускаемой погрешности поверяемого средства измерений - не более 0,4 (1:2,5). С целью выполнения этого требования, а также при отсутствии соответствующих эталонов, для всех подчиненных разрядных эталонов и средств измерений допускается проводить поверку с помощью эталонов более высокой точности, чем определено последовательностью настоящей поверочной схемы.

• 1.8. В составе рабочих эталонов при отсутствии потребности для всего диапазона температуры, допускается комплектность, включающая технические средства, которые обеспечивают передачу единицы температуры рабочим эталонам более низких разрядов и поверку средств измерений температуры в ограниченном диапазоне температуры.

В настоящем документе использованы следующие сокращения:

АЧТ - абсолютно черное тело - объект с характеристиками излучения, подчиняющимися закону Планка;

ВТС - тип высокотемпературных платиновых термопреобразователей сопротивления;

ГКМВ - Генеральная конференция по мерам и весам;

ГЭТ - Государственный первичный эталон единицы температуры

К - кельвин и °C - градус Цельсия - единицы измерений температуры;

МТШ-90 - Международная температурная шкала 1990 года;

НСП - неисключенная систематическая погрешность;

ПНТШ-2000 - Предварительная низкотемпературная шкала 2000 года;

ПТС - тип платиновых термопреобразователей сопротивления;

СКО - среднее квадратическое отклонение результата измерений;

ТПП - тип платино-платинородиевых термоэлектрических преобразователей;

ТПР - тип платинородий-платинородиевых термоэлектрических преобразователей.

• 3. Часть 1. Поверочная схема для контактных термометров в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 K (от минус 272,85 °C до 0,01 °C)

• 3.1.1. Государственный первичный эталон единицы температуры -кельвина в диапазоне от 0,3 до 273,16 К ГЭТ 35-2021 (далее - ГЭТ 35), включает в себя следующие технические средства:

установка для абсолютного измерения термодинамической температуры в диапазоне от 268,16 до 273,16 К;

установка для измерений термодинамической температуры в диапазоне от 4,2 до 80 К акустическим методом;

установка для измерений термодинамической температуры в диапазоне от 79 до 273,16 К акустическим методом;

аппаратура для реализации реперных точек МТШ-90 в диапазоне от 24,5 до 273,16 К (ампулы с чистыми веществами и термостаты для реализации фазовых переходов, соответствующих диапазону);

аппаратура контактной термометрии в диапазоне от 0,3 К до 273,16 К, включающая группу эталонных платиновых и родий-железных термопреобразователей сопротивления, и средства измерений электрического сопротивления.

• 3.1.2. Передачу единицы в соответствии со шкалой МТШ-90 и предварительной низкотемпературной шкалой ПНТШ-2000 вторичным эталонам осуществляют приведением их в тепловой контакт с блоком сравнения и непосредственным сличением с эталонным термометром в криостате/термостате либо прямым измерением в ампуле реперной точки МТШ-90.

• 3.1.3. Диапазон температуры, воспроизводимой ГЭТ 35, составляет от 0,3 до 273,16 K (от минус 272,85 °C до 0,01 °C).

В части 1 поверочной схемы (см. также Приложение А, чертеж А.1) верхняя граница диапазона вторичных эталонов, эталонов-копий, рабочих эталонов 0-го, 1-го, 2-го, 3-го разряда и средств измерений взята равной верхней границе диапазона ГЭТ 35. Для аттестации рабочих эталонов и поверки средств измерений температуры в диапазоне свыше 273,16 К контактным способом используют вторичные эталоны (эталоны-копии) и рабочие эталоны, прослеживаемые к ГЭТ 34 (см. часть 2 и Приложение А, чертеж А.2).

• 3.1.4. ГЭТ 35 в диапазоне от 0,30 до 0,8 К воспроизводит единицу температуры - кельвин по шкале ПНТШ-2000, со следующими точностными характеристиками:

СКО результата измерений S и стандартная неопределенность, оцениваемая по типу А, uA:

S = uA = (0,10 ... 0,30) мК (при 10-ти независимых измерениях);

НСП О\

О = (0,30 ... 1,0) мК;

стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, uB:

uB = (0,12 ... 0,41) мК.

ГЭТ 35 в диапазоне от 0,8 до 273,16 К воспроизводит единицу температуры - кельвин в соответствии с МТШ-90 со следующими точностными характеристиками:

S = uA = (0,10 ... 0,20) мК (при 10-ти независимых измерениях);

О = (0,20 ... 0,5) мК; uB = (0,082 ... 0,21) мК.

ГЭТ 35 в диапазоне от 4,2 до 5 К обеспечивает воспроизведение единицы термодинамической температуры в соответствии с определением кельвина, зафиксированном в резолюции 1 26-ой Генеральной конференцией по мерам и весам (далее - ГКМВ), со следующими точностными характеристиками:

S = uA = (0,13 ... 0,21) мК (при 10-ти независимых измерениях);

О = (3,6 ... 9,2) мК; uB = (1,4 ... 3,8) мК.

ГЭТ 35 в диапазоне от 5 до 273,16 К обеспечивает воспроизведение единицы термодинамической температуры в соответствии с определением кельвина, зафиксированном 26-ой ГКМВ (резолюция 1) со следующими точностными характеристиками:

S = uA = (0,16 ... 0,46) мК (при 10-ти независимых измерениях);

О = (0,79 ... 3,6) мК; uB = (0,46 ... 1,4) мК.

• 3.1.5. ГЭТ 35 применяют для передачи единицы температуры вторичным эталонам и рабочим эталонам 0-го разряда методом непосредственных сличений с суммарным СКО метода измерений S_M = (0,3 ... 0,10) мК или методом прямых измерений с S_M = 0,10 мК в реперных и других точках в соответствии с МТШ-90.

• 3.1.6. Комплекс аппаратуры ГЭТ 35 позволяет проводить передачу единицы температуры капсульным термометрам сопротивления в диапазоне от 4,2 до 273,16 К от установок акустической газовой термометрии в соответствии с определением кельвина, зафиксированном 26-ой ГКМВ (резолюция 1).

• 3.2.1. Вторичные эталоны в настоящей части поверочной схемы представлены эталонами-копиями.

В составе эталона-копии применяют:

родий-железные и платиновые термометры сопротивления в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 K, включая аппаратуру для измерений электрического сопротивления соответствующей точности;

аппаратуру для реализации реперных точек в диапазоне температуры от 13,8 до 273,16 К (ампулы с чистыми веществами и термостаты для реализации фазовых переходов чистых веществ, соответствующих диапазону).

• 3.2.2. Суммарное СКО Sz, обусловленное влиянием случайной погрешности и НСП первичного, вторичного эталонов и применяемых средств передачи единицы температуры от первичного эталона, должно не превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1

• 3.2.3. Эталоны-копии применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 0-го разряда методом непосредственных сличений с СКО метода измерений S_M = (0,6 ... 0,20) мК или методом прямых измерений с SM = 0,30 мК в реперных точках МТШ-90.

• 3.2.4. Вторичные эталоны (эталоны-копии) могут состоять из аппаратуры для реализации реперных точек, платиновых и родий-железных термометров сопротивления, работающих в более узком диапазоне температуры.

При отсутствии потребности в эталоне для всего диапазона, допускается комплектность, включающая неполный состав в части реперных точек МТШ-90. Обязательными являются точки:

для поддиапазона в пределах от 234 до 273,16 К - тройные точки воды и ртути;

для поддиапазона в пределах от 83,8 до 273,16 К - тройные точки воды, ртути и аргона;

для поддиапазона в пределах от 54 до 273,16 К - тройные точки воды, ртути, аргона и кислорода;

для поддиапазона в пределах от 24,5 до 273,16 К - тройные точки воды, ртути, аргона, и неона.

• 3.3.1. Рабочие эталоны 0-го разряда.

  • 3.3.1.1. В составе рабочих эталонов 0-го разряда применяют эталонные меры температуры - аппаратуру для реализации реперных точек в диапазоне температуры от 24,5 до 273,16 К, эталонные платиновые термометры сопротивления в диапазоне температуры от 13,8 до 273,16 K и эталонные родий-железные термометры сопротивления в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 K, включая аппаратуру для измерений электрического сопротивления соответствующей точности.

  • 3.3.1.2.  Суммарное СКО, обусловленное влиянием случайных погрешностей и НСП эталонов, а также средств передачи единицы величины от вторичного эталона, должны быть не более значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2

• 3.3.1.3. Рабочие эталоны 0-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 1-го, 2-го, 3-го разряда и для поверки средств измерений температуры методом непосредственных сличений с СКО метода измерений S_M = (2,0 ... 1,0) мК и методом прямых измерений с S_M = 1,0 мК.

• 3.3.2. Рабочие эталоны 1-го разряда.

  • 3.3.2.1. В составе рабочих эталонов 1-го разряда применяют эталонные платиновые термопреобразователи и термометры сопротивления в диапазоне температуры от 13,8 до 273,16 K и эталонные родий-железные термопреобразователи и термометры сопротивления в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 K, а также аппаратуру для измерений электрического сопротивления соответствующей точности.

  • 3.3.2.2. Доверительные границы погрешности 5 рабочих эталонов 1-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал не более приведенных в таблице 3.

Таблица 3

• 3.3.2.3. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 2-го, 3-го разряда, а также для поверки средств измерений методом непосредственных сличений с доверительной погрешностью метода измерений д_м = (2,0 ... 1,0) мК и методом прямых измерений с д_м = 1,0 мК.

• 3.3.2.4.  Отношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 1-го и 2-го разряда должно быть не более 0,5 (1:2).

• 3.3.3. Рабочие эталоны 2-го разряда.

  • 3.3.3.1. В составе рабочих эталонов 2-го разряда применяют эталонные термопреобразователи и термометры сопротивления в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 К, эталонные меры температуры - температурные калибраторы, термостаты и криостаты в диапазоне от 77 до 273,16 К, эталонные термоэлектрические преобразователи и термометры в диапазоне температуры от 77 до 273,16 K, а также эталонные цифровые термометры с доверительными границами погрешности, соответствующими характеристикам термометров сопротивления, и аппаратуру для измерений электрического сопротивления и напряжения соответствующей точности.

  • 3.3.3.2. Доверительные границы погрешности 5 рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал должны быть не более:

для эталонных термопреобразователей и термометров сопротивления:

0,030 K при температуре 0,3 К;

0,010 K при температуре 273,16 K;

для эталонных мер температуры, температурных калибраторов и термостатов:

0,020 K при температуре 77 К;

0,010 К при температуре 273,16 К;

для эталонных термоэлектрических преобразователей и термометров:

0,020 K при температуре 73 К;

0,010 К при температуре 273,16 К.

Интерполяция погрешности в промежуточных значениях температуры -линейная.

• 3.3.3.3. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 3-го разряда и для поверки средств измерений температуры методом прямых измерений и методом непосредственных сличений с доверительными границами погрешности метода измерений дм = (10...5) мК.

• 3.3.3.4. Отношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 2-го и 3-го разряда не более 0,5 (1:2).

• 3.3.4. Рабочие эталоны 3-го разряда.

  • 3.3.4.1. В составе рабочих эталонов 3-го разряда применяют эталонные термопреобразователи и термометры сопротивления в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 K, аппаратуру для измерений электрического сопротивления соответствующей точности, эталонные меры температуры - температурные калибраторы, термостаты, криостаты, эталонные термоэлектрические преобразователи и термометры в диапазоне температуры от 77 до 273,16 K, аппаратуру для измерений электрического напряжения соответствующей точности, эталонные жидкостные термометры в диапазоне температуры от 173 до 273,16 K; также эталонные цифровые термометры с доверительными границами погрешности, соответствующими характеристикам термометров сопротивления.

  • 3.3.4.2. Доверительные границы погрешности 5 рабочих эталонов 3-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал должны быть не более:

для эталонных термопреобразователей, термометров сопротивления ¹ и цифровых термометров:

0,10 K при температуре 0,30 K,

0,02K при температуре 273,16 K;

для мер температуры, температурных калибраторов, термостатов:

0,20 K при температуре 77 К,

0,05 К при температуре 273,16 К;

для термоэлектрических преобразователей и термометров:

0,10 K при температуре 77 К,

0,02 К при температуре 273,16 К;

для жидкостных термометров:

0,10 K при температуре 173 K,

0,05 K при температуре 273,16 K.

для эталонных мер температуры, температурных калибраторов и термостатов:

0,20 K при температуре 77 К;

0,05 К при температуре 273,16 К.

Интерполяция погрешности в промежуточных значениях температуры -линейная.

• 3.3.4.3. Рабочие эталоны 3-го разряда применяют для поверки средств измерений температуры методом прямых измерений и методом непосредственных сличений с доверительными границами погрешности метода измерений d_M = (50.. .15) мК.

• 3.3.4.4. Отношение доверительных границ суммарной погрешности рабочего эталона 3-го разряда и метода передачи единицы и предела допускаемой погрешности средства измерений температуры должно быть не более 0,4 (1:2,5).

• 3.4.1. В качестве средств измерений температуры в диапазоне от 0,3 до 273,16 К применяют средства измерений, реализующие новое определение кельвина, высокоточные средства измерений температуры, термометры сопротивления, термоэлектрические термометры, термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи, термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом, датчики температуры, преобразователи температуры, цифровые термометры, манометрические термометры, жидкостные термометры, поверхностные термометры и другие, используемые для измерений температуры в статическом режиме путем помещения внутрь объема объекта измерений.

• 3.4.2.  Настоящая поверочная схема обеспечивает поверку средств измерений с пределами допускаемой абсолютной погрешности от 0,05 до 5 К и более в диапазоне температуры от 0,3 до 273,16 К.

Зависимость допускаемой погрешности от значения измеряемой величины по диапазону для интерполяции промежуточных значений должна быть приведена в описании типа средства измерений.

• 4. Часть 2. Поверочная схема для контактных термометров в диапазоне температуры от 0 °C до 2500 °C (от 273,15 K до 2773,15 K)

• 4.1.1. Государственный первичный эталон ГЭТ 34-2020, в части воспроизведения, хранения и передачи единицы температуры контактным способом, включает в себя следующие технические средства:

группа платиновых термопреобразователей сопротивления для диапазона температуры от 0 °C до 660,323 °C;

группа платиновых термопреобразователей сопротивления для диапазона температуры от 419,527 °C до 961,78 °C;

комплект аппаратуры для воспроизведения температуры реперных точек МТШ-90 в диапазоне от 0 °C до 961,78 °C;

аппаратура для точных измерений электрического сопротивления.

• 4.1.2. Диапазон, в котором ГЭТ 34 воспроизводит единицу температуры контактным способом в соответствии с МТШ-90, составляет от 0 °C до 961,78 °C.

• 4.1.3. ГЭТ 34 обеспечивает воспроизведение и передачу единицы со следующими точностными характеристиками:

СКО результата измерений S и стандартная неопределенность, оцениваемая по типу А, uA (при 5-ти независимых измерениях):

не более 0,030 мК при температуре 0 °C,

не более 1,2 мК при температуре 961,78 °C;

НСП О:

не более 0,04 мК при температуре 0 °C,

не более 1,7 мK при температуре 961,78 °C;

Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, uB:

не более 0,020 мК при температуре 0 °C,

не более 0,7 мК при температуре 961,78 °C.

• 4.1.4. ГЭТ 34 применяют для передачи единицы температуры эталону-копии методом прямых измерений и методом непосредственных сличений с СКО метода измерений S_m = (0,10.. .1,0) мК.

4.1.5 Передачу единицы температуры и поверку средств измерений при температуре свыше 961,78 °C осуществляют с помощью излучателей типа «абсолютно черное тело» (далее - АЧТ), температурных ламп и радиационных термометров (пирометров) методами радиометрии (см. раздел 4).

• 4.1.6. Передачу единицы рабочим эталонам и поверку средств измерений при температуре ниже 0 °C осуществляют вторичными эталонами (эталоны-копии) и рабочими эталонами, прослеживаемыми к ГЭТ 35-2021.

• 4.2.1. В настоящей части поверочной схемы вторичным эталоном является эталон-копия. В состав эталона-копии входит аппаратура для реализации основных и вторичных реперных точек МТШ-90 в диапазоне температуры от 0,01 °C до 1769 °C, эталонные платиновые термопреобразователи сопротивления для диапазона температуры от 0 °C до 660,323 °C, термоэлектрические преобразователи для диапазона температуры от 660,323 °C до 1800 °C, а также средства измерений электрического сопротивления и. напряжения

• 4.2.2. Суммарное СКО результата сличений эталона-копии с ГЭТ 34 при 5-ти независимых измерениях представлено в таблице 4.

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 4.2.3. Эталон-копию применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 0-го разряда методом прямых измерений с СКО метода Sm= (0,20 ... 80) мК и методом непосредственных сличений с S_m = (0,20 ... 100) мК.

• 4.2.4. Эталоны-копии могут состоять из аппаратуры для реализации реперных точек, эталонных платиновых термопреобразователей или термометров сопротивления, работающих в более узком диапазоне температуры, и средств измерений электрического сопротивления.

Таблица 4

• 4.2.5. При отсутствии потребности в эталоне для всего диапазона, допускается комплектность, включающая неполный состав в части реперных точек МТШ-90. Обязательными являются точки:

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 30 °C - тройная точка воды и точка плавления галлия;

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 160 °C - тройная точка воды и точка затвердевания индия;

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 250 °C - тройная точка воды и точки затвердевания индия и олова;

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 420 °C - тройная точка воды и точки затвердевания олова и цинка.

• 4.3.1. Рабочие эталоны 0-го разряда.

  • 4.3.1.1. В состав рабочих эталонов 0-го разряда должны входить комплекты технических средств, обеспечивающих хранение и передачу единицы температуры, воспроизводимой в соответствии с Положением о шкале МТШ-90.

В диапазоне температуры от 0 °C до 1085 °C эталоны 0-го разряда должны содержать:

аппаратуру для реализации основных реперных точек шкалы МТШ-90 (ампулы с чистыми веществами и термостаты для реализации фазовых переходов чистых веществ), соответствующих диапазону;

термометры сопротивления платиновые, в том числе комплекты термопреобразователей сопротивления платиновых с аппаратурой для измерений электрического сопротивления, метрологические характеристики которых соответствуют требованиям п. 4.3.1.2.

Дополнительно, кроме платиновых термометров сопротивления можно применять термоэлектрические термометры на основе термоэлектрических преобразователей из чистых благородных металлов и средств измерений термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) соответствующей точности.

В диапазоне температуры от 300 °C до 1800 °C эталон должен содержать:

аппаратуру для реализации основных и вторичных реперных точек МТШ-90 - олова, цинка, алюминия, меди, палладия и платины;

термометры термоэлектрические на основе платинородиевых и/или платино-платинородиевых термоэлектрических преобразователей, в том числе комплекты термоэлектрических преобразователей с аппаратурой для измерений электрического сопротивления, метрологические характеристики которых соответствуют требованиям п. 4.3.1.2.

При отсутствии потребности в эталоне для всего диапазона, допускается комплектность, включающая неполный состав в части реперных точек МТШ-90. Обязательными являются точки: и точки затвердевания индия, олова, цинка и алюминия;

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 965 °C - тройная точка воды и точки затвердевания индия, олова, цинка, алюминия и серебра;

для поддиапазона в пределах от 0 °C до 1085 °C - тройная точка воды, точка плавления галлия, точки затвердевания индия, олова, цинка, алюминия и меди.

При использовании платинового термометра сопротивления в любом поддиапазоне обязательно наличие тройной точки воды и точки плавления галлия для контроля стабильности и неизменности его свойств.

При работе с термометром сопротивления важно принимать во внимание необходимость соответствующей термической обработки его каждый раз после нагрева свыше 420 °C; для этого необходимо в составе эталона иметь соответствующие технические средства.

При использовании только термоэлектрических термометров в ограниченных поддиапазонах допускается из комплекта аппаратуры для реализации основных реперных точек МТШ-90 исключать точки, не входящие в рабочий диапазон температуры.

При использовании, как термометров сопротивления, так и термоэлектрических термометров допускается создавать комплект, содержащий общую аппаратуру для реализации основных реперных точек МТШ-90, соответствующую применяемому диапазону.

4.3.1.2 Суммарное СКО результата сличений эталона-копии с рабочими эталонами 0-го разряда S в диапазоне температуры от 0 °C до 1085 °C при 3-х независимых измерениях представлено в таблице 5.

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 4.3.1.3. Рабочие эталоны 0-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 1-го, 2-го и 3-го разряда, а также средствам измерений температуры методом прямых измерений в реперных точках шкалы МТШ-90 и/или методом непосредственных сличений в термостате, калибраторе температуры и/или в печи с СКО метода измерений S_M = (0,2 ... 300) мК.

Таблица 5

• 4.3.2. Рабочие эталоны 1-го разряда.

  • 4.3.2.1. В составе рабочих эталонов 1-го разряда применяют:

аппаратуру для реализации основных и вторичных реперных точек температурной шкалы МТШ-90 (ампулы с чистыми веществами и термостаты для реализации фазовых переходов чистых веществ) в диапазоне температуры от 0 °C до 1085 °C;

термометры сопротивления платиновые или термопреобразователи сопротивления платиновые типов ПТС и ВТС, и средства измерений электрического сопротивления соответствующей точности в диапазонах температуры от 0 °C до 660,323 °С (для ПТС) и от 419,527 °С до 1085 °C (для ВТС);

термометры или преобразователи термоэлектрические на основе термоэлектрических преобразователей из платины, платинородиевых сплавов и чистых благородных металлов, и средства измерений термоЭДС соответствующей точности в диапазоне температуры от 300 °C до 1800 °C;

пирометры монохроматические - рабочие эталоны 1-го разряда из 3-й части поверочной схемы (п. 5.3.2.1) - в диапазоне температуры от 250 °C до 3200 °C.

• 4.3.2.2. Доверительные границы абсолютной погрешности рабочих эталонов 1-го разряда - при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал представлены в таблице 6.

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 4.3.2.3. Доверительные границы абсолютной погрешности рабочих эталонов 1-го разряда - эталонных монохроматических пирометров при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал в диапазоне температуры от 250 °C до 3200 °C находятся в пределах от 1,2 °C до 7,5 °C.

• 4.3.2.4.    Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 2-го разряда и средствам измерений температуры методом непосредственных сличений в термостатах, калибраторах температуры, в реперных точках шкалы МТШ-90, а также методом прямых измерений с доверительными границами погрешности метода

6м = (0,4 ... 3000) мК.

Таблица 6

4.3.2.5.Отношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 1-го и 2-го разряда должно быть не более 0,67 (1:1,5).

• 4.3.3. Рабочие эталоны 2-го разряда.

  • 4.3.3.1. В составе рабочих эталонов 2-го разряда применяют:

меры температуры, содержащие аппаратуру для реализации реперных точек шкалы МТШ-90;

калибраторы температуры (в том числе калибраторы сухоблочные, высокотемпературные печи, термостаты) в диапазоне от 0 °C до 1300 °C;

эталонные термометры сопротивления или термопреобразователи сопротивления в диапазоне температуры от 0 °C до 1084,62 °C и средства измерений электрического сопротивления соответствующей точности;

жидкостные термометры в диапазоне от 0 °C до 150 °C, включая термометры для измерений разности температуры;

термоэлектрические термометры или преобразователи в диапазоне температуры от 300 °C до 2500 °C и средства измерений термоЭДС соответствующей точности;

кварцевые и цифровые термометры.

• 4.3.3.2. Доверительные границы абсолютной погрешности д рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал представлены в таблице 7.

Доверительные границы погрешности для эталонных жидкостных термометров разности температуры в диапазоне от 0 °С до 150 °С -от 0,004 °С до 1,0 °С.

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 4.3.3.3. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для передачи единицы температуры рабочим эталонам 3-го разряда и поверки средств измерений температуры методом прямых измерений или методом непосредственных сличений в термостате, калибраторе температуры или в печи с доверительной погрешностью метода измерений 6_М = (0,0030 ... 1,0) °С.

Таблица 7

^* для термоэлектрических термометров и преобразователей типа S (ППО);

^** для термоэлектрических термометров и преобразователей типа B (ПРО);

^*** для термоэлектрических термометров и преобразователей типа A («вольфрам-рений»)

4.3.3.4.Отношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 2-го и 3-го разряда не более 0,5 (1:2).

• 4.3.4. Рабочие эталоны 3-го разряда.

  • 4.3.4.1. В составе рабочих эталонов 3-го разряда применяют меры температуры (калибраторы температуры), меры температуры плавления, эталонные термометры, включая цифровые термометры, термометры и термопреобразователи сопротивления, термоэлектрические преобразователи и термометры, стеклянные и кварцевые термометры, другие средства для измерений температуры в диапазоне от 0 °С до 1800 °C, средства измерений электрического сопротивления и напряжения соответствующей точности.

  • 4.3.4.2. Доверительные границы погрешности д рабочих эталонов 3-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал представлены в таблице 8.

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 4.3.4.3. Рабочие эталоны 3-го разряда применяют для передачи единицы температуры средствам измерений методом непосредственных сличений в термостате (калибраторе температуры, печи) или методом прямых измерений по мерам температуры с доверительной погрешностью метода измерений дМ = (0,008 . 0,4) °С.

• 4.3.4.4. Отношение доверительных границ суммарной погрешности рабочего эталона 3-го разряда и метода передачи единицы и пределов допускаемой погрешности средства измерений температуры должно быть не более 0,4 (1:2,5).

Таблица 8

• 4.4.1. В качестве средств измерений применяют термометры для измерений разности температуры, температуры поверхности, измерители температуры плавления, цифровые термометры, а также различные типы термометров и термопреобразователей сопротивления, термоэлектрических преобразователей, и других, используемых для измерений температуры в статическом режиме путем помещения внутрь объема объекта измерений.

• 4.4.2. Настоящая поверочная схема обеспечивает поверку средств измерений с пределом допускаемой абсолютной погрешности от 0,005 °C и более при 0 °C, и от 25 °C и более при 2500 °C.

Зависимость допускаемой погрешности от значения измеряемой величины по диапазону для интерполяции должна быть приведена в описании типа средства измерений.

• 5. Часть 3. Поверочная схема для радиационных термометров

• 5.1.1. Государственный первичный эталон ГЭТ 34-2020, в части воспроизведения, хранения и передачи единицы температуры неконтактным способом включает в себя следующие технические средства:

установка для измерений мощности излучения и спектральной чувствительности приемников излучения, в состав которой входят абсолютный криогенный радиометр «Cryorad III», лазер с системой стабилизации излучения и спектральным фильтром, детектор излучения (трэп-детектор), интегрирующая сфера;

компаратор спектральных яркостей излучателей, содержащий двойной монохроматор, зеркальную фокусирующую оптическую систему, фотодиодный приемник;

высокотемпературные излучатели «абсолютно черное тело» (АЧТ), в состав которых входят горизонтальные печи с блоками питания и устройствами позиционирования, ампулы с чистыми металлами (серебром, медью) и высокотемпературными эвтектическими смесями в диапазоне от 961,78 °C до 3200 °C;

аппаратура для воспроизведения, хранения и передачи единицы температуры контактным способом в соответствии с п. 3.1.1.

• 5.1.2. ГЭТ 34 воспроизводит единицу температуры - кельвин (или, что эквивалентно - градус Цельсия, °C), неконтактным способом в диапазоне температуры свыше 961,78 °C до 3200 °C.

• 5.1.3. ГЭТ 34 обеспечивает воспроизведение и передачу единицы температуры со следующими точностными характеристиками:

СКО результата измерений S и стандартная неопределенность, оцениваемая по типу А, uA - не более 0,08 °C при 961,78 °C и не более 0,8 °C при 3200 °C для пяти независимых измерений;

НСП 0 не более 0,12 °C при 961,78 °C и не более 1,0 °C при 3200 °C;

стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В, uB, не более 0,05 °C при 961,78 °C и не более 0,6 °C при 3200 °C.

• 5.1.4. ГЭТ 34 применяют для воспроизведения и передачи единицы температуры неконтактным способом эталону-копии сличением с помощью компаратора спектральной яркости теплового излучения, а также для поверки средств измерений термодинамической температуры методом прямых измерений.

• 5.1.5. Передача единицы температуры при температуре 961,78 °C и ниже осуществляется с помощью платиновых термометров сопротивления.

• 5.2.1. В настоящей части поверочной схемы вторичным эталоном является эталон-копия. В состав эталона-копии входят излучатели типа «абсолютно черное тело» (АЧТ) на основе температуры фазовых переходов чистых веществ и эвтектических сплавов, излучатели с регулируемой температурой излучающих полостей в диапазоне температуры от 0 °C до 3200 °C, температурные лампы, а также стабилизированные источники питания постоянного тока и средства для точных измерений напряжения и сопротивления в цепи электропитания этих ламп².

Кроме того, в процессе передачи единицы температуры используются платиновые термометры сопротивления - эталоны-копии из 1-й и 2-й частей настоящей поверочной схемы, обеспечивающие воспроизведение единицы температуры излучателями АЧТ в соответствующих диапазонах.

• 5.2.2. Суммарное среднее квадратическое отклонение Sx результата сличения эталона-копии с ГЭТ 34 неконтактным способом при трех независимых измерениях представлено в таблице 9.

Таблица 9

Интерполяция в интервалах диапазона - линейная.

• 5.2.3. Эталоны-копии применяют для передачи единицы температуры неконтактным способом рабочим эталонам 0-го и 1-го разряда сличением с помощью компаратора или методом прямых измерений, а также для поверки первичных средств измерений термодинамической температуры методом прямых измерений.

• 5.3.1. Рабочие эталоны 0-го разряда.

  • 5.3.1.1. В составе рабочих эталонов 0-го разряда применяют:

излучатели АЧТ с ампулами, реализующими фазовые переходы чистых веществ и/или, эвтектик (перитектик), а также излучатели АЧТ с регулируемой температурой излучающих полостей с контактным (встроенным или вставляемым) или бесконтактным термометром обратной связи, в диапазоне температуры от минус 53,15 °C до 3200 °C;

монохроматические пирометры в диапазоне температуры от 800 °C до 3200 °C);

эталонный набор температурных ламп, градуированный (аттестованный) по яркостной температуре в заданной эффективной длине волны видимой, ближних ультрафиолетовой и/или инфракрасной области спектра, в диапазоне температуры от 800 °C до 2100 °C, а также стабилизированные источники питания постоянного тока и средства измерений напряжения и сопротивления в цепи электропитания лампы;

излучатели АЧТ для метрологического обеспечения прецизионных пирометров и тепловизоров (далее - пирометры и тепловизоры прецизионные), в диапазоне от 32 °C до 43 °C.

• 5.3.1.2. Контактные термометры, входящие в состав излучателей АЧТ рабочих эталонов 0-го разряда, поверяют по эталонам-копиям частей 1 и 2 (разделы 2 и 3) настоящей поверочной схемы.

• 5.3.1.3. Доверительные границы погрешности эталонов 0-го разряда 5 должны не превышать значений, представленных в таблице 10.

Интерполяция погрешности в интервалах диапазона - линейная

• 5.3.1.4. Рабочие эталоны 0-го разряда применяют для передачи единицы рабочим эталонам 1-го разряда, поверки средств измерений температуры методом прямых измерений и сличением с помощью компаратора спектральных яркостей, радиометра или компаратора спектрального отношения - яркостноцветового компаратора с доверительной погрешностью метода 5_М = (0,05...0,8) °C.

Таблица 10

^* только у специализированных АЧТ, предназначенных для поверки прецизионных пирометров и тепловизоров в указанном диапазоне температуры

• 5.3.2. Рабочие эталоны 1-го разряда.

  • 5.3.2.1. В составе рабочих эталонов 1-го разряда применяют: пирометры монохроматические в диапазоне от 250 °C до 3200 °C; пирометры полного и частичного излучения в диапазоне от минус 53,15 °C

до 3200 °C;

тепловизоры в диапазоне от минус 53,15 °C до 3200 °C; излучатели АЧТ в диапазоне от минус 53,15 °C до 3200 °C; температурные лампы в диапазоне от 800 °C до 2800 °C; приборы для измерений электрического напряжения и сопротивления; стабилизированные источники питания постоянного тока;

излучатели АЧТ для пирометров и тепловизоров прецизионных, измеряющих температуру в диапазоне от 32 °C до 43 °C.

• 5.3.2.2. Температурные лампы могут поверяться сличением при помощи компаратора яркостей с эталоном 0-го разряда отдельно от указанных в п.5.3.2.1 источников и электроизмерительных приборов; погрешность этих приборов в температурном эквиваленте должна быть учтена в доверительных границах погрешности метода передачи единицы.

• 5.3.2.3. Доверительные границы абсолютной погрешности 5 рабочих эталонов 1-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал приведены в таблице 11.

Интерполяция погрешности в интервалах диапазона - линейная.

• 5.3.2.4. Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для передачи единицы рабочим эталонам 2-го разряда, поверки средств измерений температуры методом прямых измерений или сличением с помощью компаратора спектральных яркостей, радиометра-компаратора или компаратора отношения спектральных яркостей - яркостно-цветового компаратора с доверительной

погрешностью метода 5м = (0,015 ... 1,0) °C.

Таблица 11

только у специализированных АЧТ, предназначенных для поверки прецизионных

пирометров и тепловизоров в указанном диапазоне температуры

• 5.3.2.5.Соотношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 1-го и 2-го разряда: не более 0,67 (1:1,5).

• 5.3.3. Рабочие эталоны 2-го разряда.

5.3.3.1 В составе рабочих эталонов 2-го разряда применяют:

пирометры полного и частичного излучения в диапазоне от минус 53,15 °C до 3200 °C;

тепловизоры в диапазоне от минус 53,15 °C до 3200 °C; излучатели АЧТ в диапазоне от минус 53,15 °C до 3200 °C;

температурные лампы в диапазоне от 800 °C до 2800 °C;

приборы для измерений электрического напряжения и сопротивления; стабилизированные источники питания постоянного тока;

излучатели АЧТ для пирометров и тепловизоров прецизионных, измеряющих температуру в диапазоне от 32 °C до 43 °C.

• 5.3.3.2. Температурные лампы могут поверяться сличением при помощи компаратора яркостей с эталоном 1-го разряда отдельно от указанных в п.5.3.3.1 источников и электроизмерительных приборов; погрешность этих приборов в температурном эквиваленте должна быть учтена в доверительных границах погрешности метода передачи единицы.

• 5.3.3.3. Доверительные границы абсолютной погрешности 5 рабочих эталонов 2-го разряда при доверительной вероятности 0,95 с учетом нестабильности за межаттестационный интервал не более приведенных в таблице 12.

Интерполяция погрешности в интервалах диапазона - линейная

• 5.3.3.4. Рабочие эталоны 2-го разряда применяют для поверки средств

измерений температуры методом прямых измерений или сличением с помощью компаратора спектральных яркостей и/или радиометра-компаратора с доверительной погрешностью метода 5М = (0,02 .  1,0) °C.

Соотношение доверительных границ погрешности рабочих эталонов 2-го разряда и СИ: не более 0,5 (1:2).

Таблица 12

только у специализированных АЧТ, предназначенных для поверки прецизионных

пирометров и тепловизоров в указанном диапазоне температуры

• 5.4.1. В качестве средств измерений температуры в диапазоне свыше 220 К (минус 53,15 °C) применяют тепловизоры, пирометры полного и частичного излучения, в том числе сканирующие, пирометры спектрального отношения (распределения), монохроматические пирометры, в том числе с исчезающей нитью, и иные средства, измеряющие температуру по тепловому излучению, а также первичные средства измерений термодинамической температуры.

• 5.4.2. Пределы допускаемой абсолютной погрешности средств измерений, обеспечиваемые настоящим документом, приведены в таблице 13.

Зависимость погрешности от значения измеряемой величины по диапазону для интерполяции в промежуточных значениях должна быть приведена в описании типа средства измерений.

Таблица 13

¹

Для стержневых платиновых термопреобразователей, работающих в диапазоне температуры свыше

83,8 К доверительные границы погрешности от 50 мК (при 83,8 К) до 20 мК (при 273,16 К)

²

Здесь в части температурных ламп также подразумевается, что в приведенных точностных характеристиках, учтен вклад составляющих погрешности и неопределенности, вносимых средствами измерений электрических характеристик (напряжения и тока)