1.Commit

50dade6b · Ute Becker · 50dade6b
Commit 50dade6b authored 11 years ago by Ute Becker
--- a/kal_pt100-TL2-aug13.tex
+++ b/kal_pt100-TL2-aug13.tex
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+
+\markright{QS 18/11}
+
+% F�r serifenlose Schrift:
+\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault}
+\usepackage[cmbright,cmbrightmath]{tpslifonts}
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+\MakeShortVerb{\|} %erm�glicht:
+%Das ist eine XML-Anweisung |<hugo> ... </hugo>|. Und hier geht der satz
+%weiter.
+
+%------------------------------------------------------------------
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+   \usepackage[scaled]{luximono}%
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+
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+%------------------------------------------------------------------
+
+
+%\subject{QS 05/11}
+\title{Kalibrierung der Temperatursensoren von FM1 und  TL1 }
+\author{ \normalsize Physikalisch-Technische Bundesanstalt\\
+        \normalsize Labor für Vakuumphysik -- 7.54}
+
+\date{\normalsize 21.08.2013}
+
+\begin{document}
+\maketitle
+
+\begin{table*}[h]
+  
+  \begin{tabular}{@{}ll@{}} 
+    \centering
+
+   	 Gegenstand: & Temperaturauslesegerät\\ 
+   	 & mit 5 Pt100 Sensoren\\
+   	 &\\
+    	Hersteller: & Agilent 34970A\\
+    	&\\
+    	Typ: & Multimeter\\
+    	&\\
+    	Seriennummer: & MY44042346\\
+    	&\\
+   	 Prüfmittelnummer: &7.5-4009\\
+    	&\\
+    	Datum der Kalibrierung: & 16.08.2013 bis 19.08.2013\\
+ 	&\\
+	Kalibrierschein: & QS 23/13\\
+
+  \end{tabular}  
+  \label{sensor}
+\end{table*}
+
+
+
+\section*{Ablauf}
+
+Die Kalibrierung fand vom 16. bis 19. August 2013 im klimatisierten Raum FOE024 statt. 
+
+Zusammen mit dem Messfühler des Temperaturnormals (Typ: FS250, SN:1249027214,
+letzte Kalibrierung: 04/12)   waren die zu kalibrierenden
+Temperaturfühler an  einem Aluminium-Block angebracht und von einem
+Kunststoffgehäuse umgeben. 
+
+Am Temperaturnormal waren die bei der letzten Kalibrierung
+ermittelten Parameter eingegeben, so dass hier die ``wahre'' Temperatur angezeigt
+wurde. Der Kanal A des FS250 und die einzelnen Kanäle des Keithleys wurden mit Hilfe eines LabVIEW- Programms
+ausgelesen und erfasst. Das aktuelle Messprogramm befindet sich in der Datenbank unter\\ http://a73434.berlin.ptb.de:8080/gitblit/KalTempSensorenTL1TL2.git. 
+
+
+In den
+Rohdaten \path{Temperatur-TL1-TL2_aug13} in dem Pfad\\ \path{~/vakuum/Kal/interne Kalibrierungen/2013/Temp-TL1-TL2}  
+sind die Anzeigen der Kanäle 101, 102, 103, 104, 105 und FS250 (nachfolgend  abgekürzt mit
+$T1_{101,..,i};T_{FS250}$) erfasst. Die letzte Spalte gibt den vom Temperaturnormal $T_{FS250}$
+angezeigten Wert wieder.
+
+Die Messung begann nach einer Einlaufzeit
+von ca. $24$~Stunden. In einem Abstand von $30$~Minuten wurden die oben
+genannten Anzeigen über ca. $3$~Tage erfasst. Der Temperaturbereich der 
+Kalibrierung umfasst  Werte zwischen $22,66$~°C und $22,86$~°C. 
+
+%
+%Folgende Ausleseger�te wurden verwandt:
+%
+
+
+\section*{Auswertung}
+
+Zur Auswertung bzw. zur Ermittlung der Sensorkorrekturen $k_i$ wurde der
+arithmetische Mittelwert der Differenzen  $T_{FS250} - T2_{101} $ bzw.$T_{FS250} - T2_{i} $ 
+gebildet, da im TL1-Messprogramm die Korrekturen addiert werden. Die
+korrigierte Temperatur
+
+\begin{equation}
+  \label{eq:k}
+  T_{korr,1} = T2_101 + k_1 \rightarrow T_1+\frac{1}{N}\sum_{j=1}^N( T_{FS250} - T2_{101})_j \rightarrow T_{FS250}
+  \end{equation}
+\begin{equation}
+  \label{eq:k}
+   T_{korr,i} = T2_i + k_i \rightarrow T2_i+\frac{1}{N}\sum_{j=1}^N( T_{FS250} - T2_{i})_j \rightarrow T_{FS250}
+\end{equation}
+
+bezieht sich so direkt auf die Temperatur des Normals, wobei $j=1\dots N$ und
+$N$ die Anzahl der bei der Kalibrierung gewonnenen Messpunkte pro Kanal ist.
+
+Dieses Verfahren scheint gerechtfertigt, da die am Al-Block auftretenden
+Gradienten und 
+Unterschiede in der Wärmeableitung im Rahmen der
+experimentellen Streuung vernachlässigbar sind. 
+
+
+Tabelle \ref{tab:keithley-kalib} zeigt
+die Korrekturen und die Standardabweichung der Einzelwerte. 
+\begin{table}
+  \caption{Korrekturen der Keithley Kanäle}
+  \begin{center}
+    \begin{tabular}{@{}lrrrrc@{}} 
+      \toprule
+      Kanal& Korrektur & Standard-  & bisherige &Differenz &Messort \\
+           &           & abweichung & Korrektur &zur vorherg.&bzw.\\
+           & in K      & in K       & in K      &Kalibrierung&Beschriftung\\
+      \midrule
+        	101 &$-0,07$ &$0,003$      & $-0,05$ & $0,01$ &|Ch101/RV|\\
+       		102 &$ -0,07$ &$0,003$      & $-0,06$ & $0,01$ &|Ch102/TL|\\
+		103 &$ -0,07 $ &$0,004$      & $-0,07$& $0,01$ &|Ch103/WV|\\
+		104 &$ -0,03 $ &$0,003$      &$-0,02$ & $0$&|Ch108/H2O|\\
+		105 &$ 0,02 $ &$0,003$      & $0,02$ & $0,01$ &|Ch105/Raum|\\
+		\bottomrule
+    \end{tabular}
+  \end{center}
+  \label{tab:keithley-kalib}
+\end{table}
+Die Korrekturen aus der Tabelle \ref{tab:keithley-kalib} wurden direkt in die Datenbank eingegeben. Die  ermittelten Korrekturwerte befinden sich unter \path{/vakuum/kal/interne Kalibrierungen/2013/Temp-TL1-TL2/TL2-pt100-aug13.xlsx}.
+
+\section*{Unsicherheit der Kalibrierung}
+
+Folgende Unsicherheiten sind beim vorliegenden Kalibrierverfahren zu
+berücksichtigen:
+\begin{itemize}
+\item[$u_1$] Unsicherheit des Temperaturnormals (nach KS ) $u_1 = 0,01$\,K
+\item[$u_2$] Digitalisierung $u_2 = 2,9\times 10^{-3}$\,K
+\item[$u_3$] Unsicherheit durch Temperaturgradienten über dem Al-Block;
+  abgeschätzt aus den oben beschriebenen Messungen unter der Annahme $u_3 = 0$\,K
+\item[$u_4$] Temperaturabhängigkeit der Korrektur wir als in $u_3$ enthalten
+  angesehen:  $u_4=0$
+\item[$u_5$] Langzeitstabilität; auf Grundlage der 1. Kalibrierung werden auf Grund von
+Erfahrungen anderer pt100 Sensoren $u_5 = 0,1$\,K pro Jahr abgeschätzt.
+\item[$u_6$] experimentelle Streuung abgeschätzt aus obiger Messung mit $u_6 = 0,004
+$\,K
+\end{itemize}
+
+Die Gesamtunsicherheit der Kalibrierung der Sensoren ergibt sich durch
+quadratische Addition der Einzelbeiträge zu
+\begin{equation}
+  \label{eq:u}
+  u_c = \sqrt{u_1^2+u_2^2+u_3^2+u_4^2+u_5^2 +u_6^2} = 0,1\mbox{\,K}
+\end{equation}
+
+\section*{Rekalibrierung}
+
+Die nächste Kalibrierung sollte bis spätestens August 2014 erfolgen. 
+
+
+\vspace{1.5cm}
+
+\emph{Ute Becker\\
+Labor für Vakuumphysik\\
+AG: 7.54}
+
+\vspace{1.5cm}
+
+\iffalse
+
+\fi
+\end{document}