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ce3 calib. 2018

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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}%
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{%
\IfFileExists{beramono.sty}%
{%
\usepackage[scaled]{beramono}%
}{}
}
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\lstset{%
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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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% \usepackage[font=small,labelfont=bf,justification=raggedright,%
% singlelinecheck=false]{caption}
% ------------------------------------------------------------------
\markright{QS 2/18}
\title{QS 2/18}
\author{Kalibrierung der Temperatursensoren von FM3 und CE3\\
\normalsize Physikalisch-Technische Bundesanstalt\\
\normalsize Labor für Vakuummetrologie -- AG 7.54}
% \date{\normalsize 14.02.2008}
\begin{document}
\maketitle
\begin{table*}[h]
\begin{tabular}{@{}ll@{}}
\centering
Gegenstand: & Temperaturauslesegerät\\
& mit 10 Pt100 Sensoren\\
&\\
Hersteller: & Agilent/ LKM\\
&\\
Typ: & 34970A\\
&\\
Seriennummer: & MY44042868\\
&\\
Inventarnr.: & 200036656\\
&\\
Prüfmittelnummer: &7.5-4024\\
&\\
DBSign: &4833\\
&\\
Datum der Kalibrierung: &28.08.2018 bis 29.08.2018\\
\end{tabular}
\label{sensor}
\end{table*}
Die Kalibrierung der Temperatursensoren von FM3/CE3 fand nach Ablauf der
Rekalibrierfrist statt.
Das Temperaturnormal des Labors (Typ: MTK50, SN:81703951, KS74135PTB18) wurde
5/2018 mit Hilfe der Fixpunkte von H$_2$O kalibriert.
\section*{Ablauf}
Die Kalibrierung fand vom 28. bis 29. August im klimatisierten Raum FOE024 statt.
Zusammen mit dem Messfühler des Temperaturnormals
waren die zu kalibrierenden Temperaturfühler in
einen Aluminium-Block eingelassen 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 1 des MKT50 wurde mit Hilfe eines auf
|ssmp|\footnote{\url{a75436.berlin.ptb.de/vaclab/ssmp}}
basieirenden
Messprogramms\footnote{\url{a73434.berlin.ptb.de:5984/_utils/document.html?vl_db/mpd-mkt50-pt100_ce3_calib}}
ausgelesen.
Die Erfassung der Anzeige der Agilent Kanäle erfolgte ebenfalls mit diesem
System. Es wurden Messwerte im Abstand von 1/2h aufgenommen.
In den Rohdaten\footnote{\url{http://a73434.berlin.ptb.de:5984/_utils/document.html?vl_db/cal-2018-mkt50-ik-4833_0001}}
stehen die Anzeigen der Kanäle |101|, |102|, |104|,$\dots$,110 (nachfolgend abgekürzt mit
$T_{1,2,4\dots 10}$ bzw. $T_i$) mit dem Prefix |agilentCh|. Ein
Messpunkt im Kalibrierdokument stellt den Mittelwert aus 10 Einzelmessungen und der daraus
gebildeten Standardabweichung der Einzelwerte dar. |mkt50|
gibt den vom Temperaturnormal angezeigten Wert (zitiert als $T_{PTB}$) wieder.
Der Temperaturbereich der Kalibrierung umfasst Werte zwischen $22,3$~°C und $23,4$~°C.
\section*{Auswertung}
Zur Auswertung bzw. zur Ermittlung der Sensorkorrekturen $k_i$ wurde 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
|cal-2018-mkt50-ik-4833_0001| ausgewertet
und die Ergebnisse in den |Result|-Abschnitt geschrieben.
%% begin.rcode
%% library(R4CouchDB)
%% library(vacLabTools)
%% cdb <- cdbIni()
%% cdb$DBName <- "vl_db"
%% cdb$id <- "cal-2018-mkt50-ik-4833_0001"
%% doc <- cdbGetDoc(cdb)$res
%% a <- abbrevList(doc)
%% doc <- refreshResult(doc)
%% t.ms.b <- getConstVal(a$cmv$Time, "begin")
%% t.ms.e <- getConstVal(a$cmv$Time, "end")
%% t.h <- (t.ms.b - t.ms.b[1])/1000/3600
%% t.ptb <- getConstVal(a$cmv$Temperature, "mkt50")
%%
%% par(mfrow=c(1,1))
%%
%% ch <- c("101",
%% "102",
%% "103",
%% "104",
%% "105",
%% "106",
%% "107",
%% "108",
%% "109",
%% "110")
%% ch.N <- length(ch)
%% corr.sd <- rep(NA, ch.N)
%% corr.mean <- rep(NA, ch.N)
%% for( i in 1:ch.N){
%% ch.name <- paste0("agilentCh",ch[i])
%% t.ch <- getConstVal(a$cmv$Temperature, ch.name)
%% corr <- t.ptb[1:29] - t.ch[1:29]
%%
%% corr.sd[i] <- sd(corr)
%% corr.mean[i] <- mean(corr)
%%
%% doc$Calibration$Result$Values$Temperature <-
%% setCcl(doc$Calibration$Result$Values$Temperature,
%% paste0("agilentCorrCh", ch.name),
%% "K",
%% corr.mean[i])
%%
%% print(paste("channel:", ch[i], "k:", round(corr.mean[i],3), "sd(k):",
%% round(corr.sd[i], 3)))
%% }
%%
%% if(!FALSE){
%% cdb$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)
% u1 <- 0.0025 # K
% u1
% # Digitalisierung
% u2 <- 2.9e-5 # K
% # Unsicherheit durch Temperaturgradienten über dem Cu-Zylinder
% # abgeschätzt mit
% u3 <- 0.02 # K
% # Temperaturabhängigkeit der Korrektur (vernachlässigbar)
% u4 <- 0 # K
% # Langzeitstabilität abgeschätzt mit:
% u5 <- 0.01 # K
% # experimentelle Streuung wird aus der Standardabw.
% # der Einzelwerte eines Messpunktes abgeschätzt
% u6 <- mean(corr.sd)# K
% round(u6,3)
%% 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
% round(k * sqrt(u1^2 + u2^2 + u3^2 +u4^2 +u5^2 +u6^2), 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}
\vspace{1.5cm}
\end{document}
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+ 392
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%% otherwise use linewidth (to make sure the graphics do not exceed the margin)
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\def\maxwidth{ %
\ifdim\Gin@nat@width>\linewidth
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\fi
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\let\hlipl\hlkwb
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\makeatletter
\newenvironment{kframe}{%
\def\at@end@of@kframe{}%
\ifinner\ifhmode%
\def\at@end@of@kframe{\end{minipage}}%
\begin{minipage}{\columnwidth}%
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\colorbox{shadecolor}{##1}\hskip-\fboxsep
% There is no \\@totalrightmargin, so:
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% Für serifenlose Schrift:
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% Das ist eine XML-Anweisung |<hugo> ... </hugo>|. Und hier geht der satz
% weiter.
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\markright{QS 2/18}
\title{QS 2/18}
\author{Kalibrierung der Temperatursensoren von FM3 und CE3\\
\normalsize Physikalisch-Technische Bundesanstalt\\
\normalsize Labor für Vakuummetrologie -- AG 7.54}
% \date{\normalsize 14.02.2008}
\IfFileExists{upquote.sty}{\usepackage{upquote}}{}
\begin{document}
\maketitle
\begin{table*}[h]
\begin{tabular}{@{}ll@{}}
\centering
Gegenstand: & Temperaturauslesegerät\\
& mit 10 Pt100 Sensoren\\
&\\
Hersteller: & Agilent/ LKM\\
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Typ: & 34970A\\
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Seriennummer: & MY44042868\\
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Inventarnr.: & 200036656\\
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DBSign: &4833\\
&\\
Datum der Kalibrierung: &28.08.2018 bis 29.08.2018\\
\end{tabular}
\label{sensor}
\end{table*}
Die Kalibrierung der Temperatursensoren von FM3/CE3 fand nach Ablauf der
Rekalibrierfrist statt.
Das Temperaturnormal des Labors (Typ: MTK50, SN:81703951, KS74135PTB18) wurde
5/2018 mit Hilfe der Fixpunkte von H$_2$O kalibriert.
\section*{Ablauf}
Die Kalibrierung fand vom 28. bis 29. August im klimatisierten Raum FOE024 statt.
Zusammen mit dem Messfühler des Temperaturnormals
waren die zu kalibrierenden Temperaturfühler in
einen Aluminium-Block eingelassen und von einem
Kunststoffgehäuse umgeben.
Am Temperaturnormal waren die bei der letzten Kalibrierung
ermittelten Parameter eingegeben, so dass hier die ``wahre'' Temperatur angezeigt
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|ssmp|\footnote{\url{a75436.berlin.ptb.de/vaclab/ssmp}}
basieirenden
Messprogramms\footnote{\url{a73434.berlin.ptb.de:5984/_utils/document.html?vl_db/mpd-mkt50-pt100_ce3_calib}}
ausgelesen.
Die Erfassung der Anzeige der Agilent Kanäle erfolgte ebenfalls mit diesem
System. Es wurden Messwerte im Abstand von 1/2h aufgenommen.
In den Rohdaten\footnote{\url{http://a73434.berlin.ptb.de:5984/_utils/document.html?vl_db/cal-2018-mkt50-ik-4833_0001}}
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$T_{1,2,4\dots 10}$ bzw. $T_i$) mit dem Prefix |agilentCh|. Ein
Messpunkt im Kalibrierdokument stellt den Mittelwert aus 10 Einzelmessungen und der daraus
gebildeten Standardabweichung der Einzelwerte dar. |mkt50|
gibt den vom Temperaturnormal angezeigten Wert (zitiert als $T_{PTB}$) wieder.
Der Temperaturbereich der Kalibrierung umfasst Werte zwischen $22,3$~°C und $23,4$~°C.
\section*{Auswertung}
Zur Auswertung bzw. zur Ermittlung der Sensorkorrekturen $k_i$ wurde 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
|cal-2018-mkt50-ik-4833_0001| ausgewertet
und die Ergebnisse in den |Result|-Abschnitt geschrieben.
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\end{verbatim}
\begin{alltt}
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\hlstd{cdb}\hlopt{$}\hlstd{dataList} \hlkwb{<-} \hlstd{doc}
\hlkwd{cdbUpdateDoc}\hlstd{(cdb)}\hlopt{$}\hlstd{res}
\hlstd{\}}
\end{alltt}
\begin{verbatim}
## $ok
## [1] TRUE
##
## $id
## [1] "cal-2018-mkt50-ik-4833_0001"
##
## $rev
## [1] "204-52b14a4cf296dea1ce31fdb9a5e4dabb"
\end{verbatim}
\end{kframe}
\end{knitrout}
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{knitrout}
\definecolor{shadecolor}{rgb}{0.969, 0.969, 0.969}\color{fgcolor}\begin{kframe}
\begin{alltt}
\hlcom{# Unsicherheit des Temperaturnormals (KS-Angabe ist 5mK)}
\hlstd{u1} \hlkwb{<-} \hlnum{0.0025} \hlcom{# K}
\hlstd{u1}
\end{alltt}
\begin{verbatim}
## [1] 0.0025
\end{verbatim}
\begin{alltt}
\hlcom{# Digitalisierung}
\hlstd{u2} \hlkwb{<-} \hlnum{2.9e-5} \hlcom{# K}
\hlcom{# Unsicherheit durch Temperaturgradienten über dem Cu-Zylinder}
\hlcom{# abgeschätzt mit}
\hlstd{u3} \hlkwb{<-} \hlnum{0.02} \hlcom{# K}
\hlcom{# Temperaturabhängigkeit der Korrektur (vernachlässigbar)}
\hlstd{u4} \hlkwb{<-} \hlnum{0} \hlcom{# K}
\hlcom{# Langzeitstabilität abgeschätzt mit:}
\hlstd{u5} \hlkwb{<-} \hlnum{0.01} \hlcom{# K}
\hlcom{# experimentelle Streuung wird aus der Standardabw.}
\hlcom{# der Einzelwerte eines Messpunktes abgeschätzt}
\hlstd{u6} \hlkwb{<-} \hlkwd{mean}\hlstd{(corr.sd)}\hlcom{# K}
\hlkwd{round}\hlstd{(u6,}\hlnum{3}\hlstd{)}
\end{alltt}
\begin{verbatim}
## [1] 0.019
\end{verbatim}
\end{kframe}
\end{knitrout}
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{knitrout}
\definecolor{shadecolor}{rgb}{0.969, 0.969, 0.969}\color{fgcolor}\begin{kframe}
\begin{alltt}
\hlstd{k} \hlkwb{<-} \hlnum{2}
\hlkwd{round}\hlstd{(k} \hlopt{*} \hlkwd{sqrt}\hlstd{(u1}\hlopt{^}\hlnum{2} \hlopt{+} \hlstd{u2}\hlopt{^}\hlnum{2} \hlopt{+} \hlstd{u3}\hlopt{^}\hlnum{2} \hlopt{+}\hlstd{u4}\hlopt{^}\hlnum{2} \hlopt{+}\hlstd{u5}\hlopt{^}\hlnum{2} \hlopt{+}\hlstd{u6}\hlopt{^}\hlnum{2}\hlstd{),} \hlnum{2}\hlstd{)}
\end{alltt}
\begin{verbatim}
## [1] 0.06
\end{verbatim}
\end{kframe}
\end{knitrout}
\section*{Rekalibrierung}
Das Messsystem sollte nach 24 Monaten rekalibriert werden.
\vspace{1.5cm}
\emph{Thomas Bock\\
Labor für Vakuummetrologie\\
AG: 7.54}
\vspace{1.5cm}
\end{document}
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