數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀測(cè)量不確定度評(píng)定.doc

數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀測(cè)量不確定度的評(píng)定1 概述1.1 測(cè)量依據(jù)JJG617-1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程。1.2 測(cè)量環(huán)境：溫度（205），相對(duì)濕度（4075）%。1.3 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)及主要技術(shù)要求：CST3005D型熱工儀表校驗(yàn)儀1.4 被測(cè)對(duì)象：配熱電偶數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀（以下簡(jiǎn)稱儀表）。測(cè)量范圍為（0400），分辨力為0.1，分度號(hào)為K，精度等級(jí)為1級(jí)。1.5 測(cè)量過程：用輸入被檢點(diǎn)標(biāo)稱電量值法進(jìn)行檢定，本文以300為例進(jìn)行分析計(jì)算。2 數(shù)學(xué)模型式中：儀表示值誤差；儀表顯示值；熱工儀表校驗(yàn)儀給出的溫度值；補(bǔ)償導(dǎo)線修正值；熱電偶特性曲線各溫度測(cè)量點(diǎn)的斜率，可視為常數(shù)。3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定3.1 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）的評(píng)定輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要有兩部分：測(cè)量重復(fù)性和儀表的分辨力。3.1.1 測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u()的評(píng)定u()可以通過連續(xù)測(cè)量得到的測(cè)量列，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。在被檢儀表的300點(diǎn)上，用熱工儀表校驗(yàn)儀進(jìn)行連續(xù)重復(fù)測(cè)量l0次，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：300.07，300.03，300.00，299.99，300.02，300.09，300.01，299.97，300.02，300.05平均值為=300.03。實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：=0.037因此，u（）=0.0373.1.2 儀表分辨力導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u()的評(píng)定u()可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。儀表分辨力b=0.1，區(qū)間半寬=0.05，在區(qū)間內(nèi)可視為均勻分布，包含因子，可得到：u()=0.029。3.1.3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）計(jì)算由于與相互獨(dú)立，因此u（）=0.0473.2 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）的評(píng)定輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)器熱工儀表校驗(yàn)儀準(zhǔn)確度，可采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。熱工儀表校驗(yàn)儀在輸出K分度溫度模擬信號(hào)時(shí)的擴(kuò)展不確定度為U=0.09，k=2，則u（）=0.0453.3 輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)的評(píng)定輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源為補(bǔ)償導(dǎo)線修正值和冰點(diǎn)槽導(dǎo)致的不確定度。均可采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。3.3.1 由于補(bǔ)償導(dǎo)線導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）的評(píng)定補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。配K分度熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線修正值e（20時(shí)）經(jīng)校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度為U=0.12，k=2，則u（）=0.0603.3.2 由冰點(diǎn)槽導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u()的評(píng)定冰點(diǎn)槽導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u()可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。冰點(diǎn)槽的最大允許誤差為0.1，在區(qū)間內(nèi)可視為均勻分布，包含因子，可得到：u()=0.058。3.3.3 輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（e）的計(jì)算由于u（）與u()相互獨(dú)立，因此u（e）= =0.0834 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算4.1 根據(jù)數(shù)學(xué)模型確定靈敏系數(shù)數(shù)學(xué)模型：靈敏系數(shù)：，。4.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定由于、與e相互獨(dú)立所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度如下：=0.1065 擴(kuò)展不確定度的計(jì)算取k=2，則其擴(kuò)展不確定度=20.106=0.2110.26 用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀的測(cè)量不確定度評(píng)估6.1 根據(jù)JJG617-1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程，常規(guī)校準(zhǔn)應(yīng)對(duì)該數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀包括上、下限在內(nèi)的至少5點(diǎn)，原則上均勻的整十或整百攝氏溫度點(diǎn)上進(jìn)行校準(zhǔn)，其在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的不確定度評(píng)估見表1：表1校準(zhǔn)點(diǎn)（）不確定度分量（）U（）（k=2）u()u()u（）u（）u()-1000.097 0.029 0.045 0.060 0.058 0.139 0.3 00.037 0.029 0.045 0.060 0.058 0.106 0.2 1000.037 0.029 0.045 0.060 0.058 0.106 0.2 2000.037 0.029 0.045 0.060 0.058 0.106 0.2 3000.037 0.029 0.045 0.060 0.058 0.106 0.2 4000.037 0.029 0.045 0.060 0.058 0.106 0.2 6.2 以上是使用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)測(cè)量范圍為（-100400），分辨力為0.1，分度號(hào)為K，精度等級(jí)為1級(jí)的配熱電偶數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀時(shí)，得到的各測(cè)量點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度。以此為例，可以得到使用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)其他測(cè)量范圍、分辨力、不同分度號(hào)儀表的擴(kuò)展不確定度，部分結(jié)果見以下各表。表2：測(cè)量范圍（01600），分辨力為1，分度號(hào)為E校準(zhǔn)點(diǎn)（）不確定度分量（）U（）（k=2）u()u()u（）u（）u()1000.106 0.289 0.070 0.060 0.058 0.326 0.7 2000.106 0.289 0.070 0.060 0.058 0.326 0.7 3000.106 0.289 0.070 0.060 0.058 0.326 0.7 4000.106 0.289 0.070 0.060 0.058 0.326 0.7 5000.115 0.289 0.070 0.060 0.058 0.329 0.7 6000.115 0.289 0.070 0.060 0.058 0.329 0.7 7000.121 0.289 0.070 0.060 0.058 0.331 0.7 8000.137 0.289 0.070 0.060 0.058 0.338 0.7 9000.144 0.289 0.070 0.060 0.058 0.340 0.7 10000.194 0.289 0.070 0.060 0.058 0.364 0.7 11000.254 0.289 0.070 0.060 0.058 0.400 0.8 12000.275 0.289 0.070 0.060 0.058 0.413 0.8 13000.283 0.289 0.070 0.060 0.058 0.419 0.8 14000.297 0.289 0.070 0.060 0.058 0.428 0.9 15000.326 0.289 0.070 0.060 0.058 0.449 0.9 16000.363 0.289 0.070 0.060 0.058 0.476 1.0 表3：測(cè)量范圍（01200），分辨力為1，分度號(hào)為S校準(zhǔn)點(diǎn)（）不確定度分量（）U（）（k=2）u()u()u（）u（）u()00.074 0.289 0.090 0.060 0.058 0.322 0.6 1000.094 0.289 0.090 0.060 0.058 0.327 0.7 2000.111 0.289 0.090 0.060 0.058 0.333 0.7 3000.111 0.289 0.090 0.060 0.058 0.333 0.7 4000.111 0.289 0.090 0.060 0.058 0.333 0.7 5000.144 0.289 0.090 0.060 0.058 0.345 0.7 6000.144 0.289 0.090 0.060 0.058 0.345 0.7 7000.144 0.289 0.090 0.060 0.058 0.345 0.7 8000.197 0.289 0.090 0.060 0.058 0.370 0.7 9000.211 0.289 0.090 0.060 0.058 0.378 0.8 10000.229 0.289 0.090 0.060 0.058 0.388 0.8 11000.263 0.289 0.090 0.060 0.058 0.409 0.8 12000.286 0.289 0.090 0.060 0.058 0.425 0.8 6.3 上述6.1及6.2列出了使用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)配熱電偶數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀時(shí)得到的部分?jǐn)U展不確定度列表。當(dāng)配用的溫度傳感器為熱電阻（如分度號(hào)Pt00、Cu50）時(shí)，由于校準(zhǔn)原理不同，其數(shù)學(xué)模型也有所不同，數(shù)學(xué)模型為:式中各參量的含義、不確定度來源及評(píng)定方式與配用熱電偶時(shí)相同，在此不再重復(fù)做評(píng)定，僅列出使用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)配用熱電阻儀表的擴(kuò)展不確定度，部分結(jié)果見以下各表。表4：測(cè)量范圍（-100200），分辨力為0.1，分度號(hào)為Cu50校準(zhǔn)點(diǎn)（）不確定度分量（）U（）（k=2）u()u()u（）-1000.151 0.029 0.055 0.163 0.3 -500.136 0.029 0.055 0.150 0.3 00.081 0.029 0.055 0.102 0.2 500.101 0.029 0.055 0.119 0.2 1000.137 0.029 0.055 0.150 0.3 1500.144 0.029 0.055 0.157 0.3 2000.163 0.029 0.055 0.174 0.3 表5：測(cè)量范圍（0850），分辨力為1，分度號(hào)為Pt100校準(zhǔn)點(diǎn)（）不確定度分量（）U（）（k=2）u()u()u（）00.101 0.289 0.055 0.311 0.6 500.101 0.289 0.055 0.311 0.6 1000.104 0.289 0.055 0.312 0.6 1500.104 0.289 0.055 0.312 0.6 2000.113 0.289 0.055 0.315 0.6 2500.127 0.289 0.055 0.320 0.6 3000.140 0.289 0.055 0.326 0.7 3500.182 0.289 0.055 0.346 0.7 4000.202 0.289 0.055 0.357 0.7 4500.202 0.289 0.055 0.357 0.7 5000.202 0.289 0.055 0.357 0.7 5500.236 0.289 0.055 0.377 0.8 6000.244 0.289 0.055 0.382 0.8 6500.259 0.289 0.055 0.392 0.8 7000.264 0.289 0.055 0.395 0.8 7500.283 0.289 0.055 0.408 0.8 8000.309 0.289 0.055 0.426 0.9 8500.317 0.289 0.055