se1 2019

se1/2019/ausw.r

+a          <- abbrevList(doc)
+doc        <- refreshResult(doc)
+t.ms.b     <- getConstVal(a$cmv$Time, "begin")
+t.h        <- (t.ms.b - t.ms.b[1])/1000/3600
+t.ptb      <- getConstVal(a$cmv$Temperature, "mkt50")
+meas.M     <- length(t.ptb)
+skip.M     <- 5
+par(mfrow=c(1,1))
+
+t.ptb <- t.ptb[skip.M:meas.M]
+t.h <- t.h[skip.M:meas.M]
+
+ch   <- 101:110
+ch.N <- length(ch)
+corr.sd    <- rep(NA, ch.N)
+single.sd  <- rep(NA, ch.N)
+corr.mean  <- rep(NA, ch.N)
+corr.max   <- rep(NA, ch.N)
+corr.min   <- rep(NA, ch.N)
+
+ch.name <- rep(NA,ch.N)
+for( i in 1:ch.N){
+    ch.name[i] <- paste0("keithley_ch",ch[i])
+    T.CH    <- getSubList(a$cmv$Temperature, ch.name[i])
+    t.ch    <- getConstVal(NA, NA, T.CH)
+    t.ch    <- t.ch[skip.M:meas.M]
+    corr    <- t.ptb - t.ch
+
+    single.sd[i]  <- mean(unlist(T.CH$SdValue))
+    corr.sd[i]    <- sd(corr)
+    corr.mean[i]  <- mean(corr)
+    corr.max[i]   <- max(corr)
+    corr.min[i]   <- min(corr)
+
+    doc$Calibration$Result$Values$Temperature <-
+        setCcl(doc$Calibration$Result$Values$Temperature,
+               paste0("corr_", ch.name[i]),
+               "K",
+               corr.mean[i])
+
+    if(i == 1){
+        plot(t.h
+           , corr
+           , ylim=c(-0.27,0.05)
+           , main=cdb$id
+           , xlab = "t in h"
+           , ylab="k"
+           , pch=i
+             )
+    }else{
+        points(t.h, corr, col = i, pch=i)
+    }
+}
+grid()
+legend(16,0.05, ch.name, pch=1:ch.N, col=1:ch.N, bg="white")

se1/2019/report.Rtex

+\documentclass[titlepage=true,twoside]{vl-report}
+\usepackage{amssymb}
+\usepackage{hyperref}
+\usepackage{longtable}
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{fancyvrb}
+\usepackage{verbatimbox}
+\usepackage{url}
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+
+\usepackage{listings}
+\usepackage{color}
+ \definecolor{middlegray}{rgb}{0.5,0.5,0.5}
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+ \definecolor{orange}{rgb}{0.8,0.3,0.3}
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+\lstset{
+   basicstyle=\scriptsize\ttfamily,
+   keywordstyle=\bfseries\ttfamily\color{orange},
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+ }
+\newcommand{\rinline}[1]{SOMETHING WRONG WITH knitr}
+
+% Für serifenlose Schrift:
+\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault}
+\usepackage[cmbright,cmbrightmath]{tpslifonts}
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 
+\MakeShortVerb{\|} %ermöglicht:
+% Das ist eine XML-Anweisung |<hugo> ... </hugo>|. Und hier geht der satz
+% weiter.
+
+% ------------------------------------------------------------------
+\usepackage{lmodern}
+\IfFileExists{luximono.sty}%
+{%
+  \usepackage[scaled]{luximono}%
+}
+{%
+  \IfFileExists{beramono.sty}%
+  {%
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+  }{}
+}
+
+
+\usepackage{listings,xcolor}
+\lstset{%
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+
+\definecolor{lightgray}{rgb}{.9,.9,.9}
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+
+\lstdefinelanguage{JavaScript}{
+  keywords={typeof, new, true, false, catch, function, return, null, catch, switch, var, if, in, while, do, else, case, break},
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+  morestring=[b]"
+}
+% \usepackage[font=small,labelfont=bf,justification=raggedright,%
+% singlelinecheck=false]{caption}
+% ------------------------------------------------------------------
+
+\markright{QS 2/19}
+
+\title{QS 2/19}
+\author{Kalibrierung der Temperatursensoren von SE1 \\
+  \normalsize Physikalisch-Technische Bundesanstalt\\
+  \normalsize Labor für Vakuummetrologie -- AG 7.54}
+
+\date{\normalsize 05.04.2019}
+
+\begin{document}
+\maketitle
+
+\begin{table*}[h]
+
+  \begin{tabular}{@{}ll@{}}
+    \centering
+
+    Gegenstand: & 10 Pt100 Sensoren\\
+    & Temperaturauslesegerät \\
+    &\\
+    Hersteller: &LKM/ Keithley\\
+    &\\
+    Typ: & Pt100/DMM 2700\\
+    &\\
+    Seriennummer:& 4072951 (neu)\\
+    &\\
+   
+    Prüfmittelnummer: &7.5-4027\\
+    &\\
+  
+    Datum der Kalibrierungen: &04.04.2019\\
+  \end{tabular}
+  \label{sensor}
+\end{table*}
+
+QS\,2/19 beschreibt die Rekalibrierung der Temperatursensoren nach Ablauf der
+regulären Kalibrierfrist.
+Als Prüfnormal wurde das 2016 beschaffte MKT50 (PN 7.5-4039, KS: 74135PTB18)
+benutzt.
+
+Die automatische Auslese des bisher benutzten DMM (SN: 1192465) des Herstellers Keithley war
+aufgrund einer nahezu undokumentierten Fehlermeldung\footnote{Eine detaillierte
+  Beschreibung des Fehlers ERROR -420 (unterminated query) wird im Handbuch
+  nicht gegeben und scheint auch in anderen Quellen nicht verfügbar.}
+nicht mehr möglich. Es wurde deshalb ein Wechsel des DMM nötig.
+
+\section*{Ablauf}
+
+Die Messreihen wurden im klimatisierten Raum FOE024 am 5.4.2019 aufgenommen. 
+
+Zusammen mit dem Messfühler des Temperaturnormals waren die zu kalibrierenden
+Temperaturfühler in einen Cu-Zylinder eingelassen und von
+einem Kunststoffgehäuse umgeben.
+
+Der Kanal 1 des MKT50 wurde mit  Hilfe,  eines auf
+|ssmp|\footnote{\url{a75436.berlin.ptb.de/vaclab/ssmp}}
+basierenden Messprogramms ausgelesen.  Die Erfassung der Anzeige der
+Keithley Kanäle erfolgte ebenfalls mit diesem System. 
+
+Die Rohdaten sind über die Labordatenbank im Dokument |cal-2019-mkt50-ik-4027_0001|
+unter |Calibration.Measurement| zugänglich.
+Die Anzeigen der Kanäle |101|, |102|,$\dots$ |110|
+(nachfolgend  abgekürzt mit
+$T_{1,2\dots 10}$ bzw. $T_i$) tragen dort das Prefix |keithley_ch|. Ein
+Messpunkt im Kalibrierdokument stellt den Mittelwert aus 20
+Einzelmessungen und der daraus gebildeten Standardabweichung der Einzelwerte
+dar. |mkt50| gibt den vom Temperaturnormal angezeigten Wert (referenziert als
+$T_{PTB}$) wieder. 
+
+\section*{Auswertung}
+
+Zur Auswertung bzw. zur Ermittlung der Sensorkorrekturen $k_i$ wird der
+arithmetische Mittelwert der Differenzen  $T_{PTB} - T_{i}$
+gebildet. $k_i$ muss  zur Korrektur eines Anzeigewertes addiert
+werden:
+
+\begin{equation}
+  \label{eq:k}
+  T_{korr,i} = T_i + k_i \rightarrow T_i +\frac{1}{N}\sum_{j=1}^N( T_{PTB} - T_{i})_j \rightarrow T_{PTB}
+\end{equation}
+
+In nachfolgender Rechnung wird die Messreihe vom 4. April 2019  ausgewertet und
+die Ergebnisse in den |Calibration.Result|-Abschnitt des Dokuments
+geschrieben. 
+
+
+%% begin.rcode
+%% library(R4CouchDB)
+%% library(vacLabTools)
+%% cdb        <- cdbIni()
+%% cdb$DBName <- "vl_db"
+%% cdb$id     <- "cal-2019-mkt50-ik-4027_0001"
+%% doc        <- cdbGetDoc(cdb)$res
+%%
+%% source("ausw.r")
+%%
+%% if(!FALSE){
+%%     cdb$dataList <- doc
+%%     cdbUpdateDoc(cdb)$res
+%% }
+%% end.rcode
+
+Vom Zeitpunkt der Berechnung der Korrekturen und der damit
+verbundenen Erzeugung des |Results|-Abschnittes im oben genannten
+Kalibrierdokument werden die Änderungen wirksam.
+
+\section*{Unsicherheit der Kalibrierung}
+
+Folgende Unsicherheiten sind beim vorliegenden Kalibrierverfahren zu
+berücksichtigen:
+
+%% begin.rcode
+% # Unsicherheit des Temperaturnormals (KS-Angabe ist 5mK)
+% # hizu kommt Langzeitstabilität Abschätzung: 2.5mK/a
+% u1 <- 0.0025 + 0.0025# K
+% # Digitalisierung
+% u2 <- 2.9e-5 # K
+% # Unsicherheit durch Temperaturgradienten über dem Cu-Zylinder
+% # abgeschätzt aus dem Mittelwert der Variation der 
+% u3 <- mean(corr.max - corr.min) # K 
+% u3
+% # Temperaturabhängigkeit der Korrektur (vernachlässigbar)
+% # bzw in u3 enthalten
+% u4 <- 0 # K
+% # konservative Abschätzung der  Langzeitstabilität auf
+% # Grundlage von Erfahrungswerten da neues Auslesegerät
+% u5 <- 0.05
+% # experimentelle Streuung wird aus der Standardabw.
+% # der 10 Einzelwerte eines Messpunktes abgeschätzt
+% u6 <- max(single.sd) # K
+% u6
+%% end.rcode
+
+Die Gesamtunsicherheit der Kalibrierung der Sensoren ergibt sich durch
+quadratische Addition der Einzelbeiträge:
+\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}
+\end{equation}
+
+Man erhält eine erweiterte Gesamtunsicherheit von:
+%% begin.rcode
+% k <- 2
+% k * sqrt(u1^2 + u2^2 + u3^2 +u4^2 +u5^2 +u6^2)
+%% end.rcode
+
+\section*{Rekalibrierung}
+
+Das Messsystem sollte  nach 24 Monaten rekalibriert werden. 
+
+\vspace{1.5cm}
+
+\emph{Thomas Bock\\
+  Labor für Vakuummetrologie\\
+  AG: 7.54}
+
+\end{document}
+