Государственная поверочная схема для средств измерений теплопроводности, теплового сопротивления и температуропроводности твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1100 К

(утв. Приказом Росстандарта от 21.11.2023 № 2418)

Утверждена Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 ноября 2023 г. № 2418

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТ 90 ДО 1100 К

1 Область применения

1.1 Настоящая Государственная поверочная схема (далее — ГПС) распространяется на средства измерений теплопроводности, теплового сопротивления и температуропроводности твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1100 К и устанавливает порядок передачи единиц теплопроводности, теплового сопротивления и температуропроводности твердых тел от государственного первичного эталона единиц теплопроводности и теплового сопротивления рабочим эталонам и высокоточным средствам измерений, а также средствам измерений при помощи рабочих эталонов и эталонов, заимствованных из других государственных поверочных схем, с указанием погрешностей и основных методов передачи единицы.

1.2 Графическая часть ГПС для средств измерений теплопроводности, теплового сопротивления и температуропроводности твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1100 К представлена в приложении А.

2 Обозначения и сокращения

2.1 В настоящем документе применены следующие сокращения:

ГПЭ — государственный первичный эталон;

НСП — неисключенная систематическая погрешность.

РЭ — рабочий эталон;

СКО — среднее квадратическое отклонение.

2.2 В настоящем документе применены следующие обозначения:

Sо — СКО результатов измерений;

\Theta_{\text{о}} — относительная НСП;

uоA — стандартная неопределенность измерений, оцениваемая по типу A;

uоB — стандартная неопределенность измерений, оцениваемая по типу B;

uос — суммарная стандартная неопределенность;

Uо — расширенная неопределенность;

P — доверительная вероятность;

k — коэффициент охвата;

\delta_{\text{о}} — доверительные границы относительной погрешности;

\nu_{\text{о}} — нестабильность ГПЭ;

\Delta_{\text{о}} — предел допускаемых относительных погрешностей средства измерений;

\Delta_{\text{о}}\epsilon — относительная погрешность передачи размера единицы величины.

3 Государственный первичный эталон

3.1 Государственный первичный эталон единиц теплопроводности и теплового сопротивления ГЭТ 59 предназначен для воспроизведения, хранения и передачи высокоточным средствам измерений единиц теплопроводности и теплового сопротивления твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1100 К, а также передачи размера единиц при помощи рабочих эталонов средствам измерений, применяемым с целью обеспечения единства измерений в стране.

3.2 ГПЭ состоит из комплекса следующих средств измерений:

установка А1 — в диапазоне от 0,02 до 0,2 Вт/(м·К) и от 0,05 до 6 К·м2/Вт при температуре от 250 до 350 К;

установка А2 — в диапазоне от 0,1 до 5 Вт/(м·К) и от 0,004 до 0,02 К·м2/Вт при температуре от 90 до 500 К;

установка А3 — в диапазоне от 5 до 20 Вт/(м·К) и от 0,003 до 0,01 К·м2/Вт при температуре от 300 до 1100 К;

установка А4 — в диапазоне от 0,02 до 0,2 Вт/(м·К) и от 0,05 до 2,5 К·м2/Вт при температуре от 310 до 570 К;

установка А5 — в диапазоне от 10 до 500 Вт/(м·К) и от 6·10-5 до 6·10-1 К·м2/Вт при температуре от 230 до 350 К;

набор однозначных мер теплопроводности и теплового сопротивления МТО 01.01.001...МТО 01.01.013;

набор многозначных мер теплопроводности и теплового сопротивления МТМ 01.01.001...МТМ 01.01.005.

3.3 Диапазон значений теплопроводности и теплового сопротивления, в котором ГПЭ воспроизводит, хранит и передает единицы теплопроводности и теплового сопротивления от 0,02 до 500 Вт/(м·К) и от 6·10-5 до 6 К·м2/Вт соответственно в диапазоне температуры от 90 до 1100 К.

3.4 ГПЭ обеспечивает воспроизведение, хранение и передачу единиц теплопроводности и теплового сопротивления со следующими характеристиками:

СКО результатов измерений в относительной форме Sо не превышает 0,2% при пяти независимых измерениях.

НСП в относительной форме \Theta_{\text{о}} не превышает 0,6% для установок А1, А4, А5 и 2% для установок А2 и А3.

Стандартная неопределенность измерений, оцениваемая по типу A, uоA не превышает 0,2% при пяти независимых измерениях.

Стандартная неопределенность измерений, оцениваемая по типу B, uоB не превышает 0,3% для установок А1, А4, А5 и 0,9% для установок А2 и А3.

Суммарная стандартная неопределенность uос не превышает 0,4% для установок А1, А4, А5 и 1,0% для установок А2 и А3.

Расширенная неопределенность Uо не превышает 0,8% для установок А1, А4, А5 и 2,0% для установок А2 и А3 при k = 2.

Нестабильность ГПЭ \nu_{\text{о}} за один год не превышает 0,3%.

3.5 Для обеспечения воспроизведения единиц теплопроводности и теплового сопротивления с указанной точностью должны соблюдаться правила содержания и применения ГПЭ, утвержденные в установленном порядке.

3.6 Меры из состава ГПЭ применяют для периодического контроля метрологических характеристик ГПЭ и передачи единиц теплопроводности и теплового сопротивления твердых тел высокоточным приборам для измерений теплопроводности, теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче методом прямых измерений.

3.7 ГПЭ применяют для передачи единиц теплопроводности и теплового сопротивления твердых тел в диапазоне температуры от 90 до 1100 К рабочим эталонам сличением с помощью компаратора и средствам измерений методом прямых измерений.

3.8 Показатели точности методов прямых измерений и сличения при помощи компаратора не превышают 1% от значений показателей точности эталона.

4 Эталоны, заимствованные из других поверочных схем

4.1 Эталон, заимствованный из других государственных поверочных схем, применяют для передачи единицы температуропроводности косвенным методом, которая вычисляется как отношение единицы теплопроводности к произведению единицы удельной теплоемкости, переданной от ГПЭ единицы удельной теплоемкости твердых тел, на плотность.

4.2 Показатели точности метода косвенных измерений не превышают 1% от значений показателей точности эталонов.

4.3 В качестве эталона, заимствованного из других государственных поверочных схем, используют ГПЭ единицы удельной теплоемкости твердых тел в диапазоне температуры от 260 до 870 К в диапазоне удельной теплоемкости от 50 до 2900 Дж/(кг·К), СКО результатов измерений при воспроизведении единицы удельной теплоемкости Sо составляет от 0,136% до 0,179% при пятидесяти измерениях, НСП воспроизведения единицы удельной теплоемкости \Theta_{\text{о}} составляет 0,008%.

5 Рабочие эталоны

5.1 РЭ единиц теплопроводности и теплового сопротивления

5.1.1 В качестве РЭ единиц теплопроводности и теплового сопротивления применяют однозначные и многозначные меры теплопроводности и теплового сопротивления в диапазоне от 0,02 до 500 Вт/(м·К) и от 6·10-5 до 6 К·м2/Вт соответственно в диапазоне температуры от 90 до 1100 К.

5.1.2 Доверительные границы относительных погрешностей РЭ единиц теплопроводности и теплового сопротивления \delta_{\text{о}} при доверительной вероятности P = 0,95 составляют от 2% до 5%.

5.1.3 Показатели точности метода прямых измерений не превышают 1% от значений показателей точности РЭ единиц теплопроводности и теплового сопротивления.

5.2 РЭ единицы температуропроводности

5.2.1 Единица температуропроводности — квадратный метр на секунду (м2/с) — вычисляется как отношение единицы теплопроводности к произведению единицы удельной теплоемкости, переданной от ГПЭ единицы удельной теплоемкости твердых тел, на плотность.

5.2.2 В качестве РЭ единицы температуропроводности применяют однозначные меры температуропроводности в диапазоне от 1·10-7 до 1200·10-7 м2/с в диапазоне температуры от 260 до 870 К.

5.2.3 Доверительные границы относительной погрешности РЭ единицы температуропроводности \delta_{\text{о}} при доверительной вероятности P = 0,95 составляют от 3% до 8%.

5.2.4 Показатели точности метода прямых измерений не превышают 1% от значений показателей точности РЭ единицы температуропроводности.

6 Средства измерений

6.1 В качестве средств измерений применяют:

высокоточные приборы для измерений теплопроводности, теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче в диапазоне температуры от 90 до 1100 К с пределом допускаемой относительной погрешности измерений \Delta_{\text{о}} от 2% до 5% в диапазоне от 0,02 до 500 Вт/(м·К) и от 6·10-5 до 6 К·м2/Вт/(м·К) соответственно;

приборы для измерений теплопроводности, теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче в диапазоне температуры от 90 до 1100 К с пределом допускаемой относительной погрешности измерений \Delta_{\text{о}} от 4% до 15% в диапазоне от 0,02 до 500 Вт/(м·К) и от 6·10-5 до 6 К·м2/Вт соответственно;

приборы для измерений температуропроводности в диапазоне температуры от 260 до 870 К с пределом допускаемой относительной погрешности измерений \Delta_{\text{о}} от 6% до 16% в диапазоне от 1·10-7 до 1200·10-7 м2/с.

Приложение А

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТ 90 ДО 1100 К

---