雙金屬溫度計測量結(jié)果不確定度評定

1、雙金屬溫度計測量結(jié)果不確定度評定1依據(jù)文件1.1 JJF1059-1999測量不確定度評定與表示；1.2 JJG226-2001雙金屬溫度計檢定規(guī)程；1.3 編制測量不確定度評定作業(yè)指導(dǎo)書。2檢定/校準(zhǔn)方法2.1 測量的環(huán)境條件： 溫度：(1535) C,相對濕度： 85% RH2.2 測量標(biāo)準(zhǔn)及其主要技術(shù)要求：二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計；標(biāo)準(zhǔn)恒溫油槽：工作區(qū)域最大溫差0.2 C,工作區(qū)域水平溫差0.1 C；冰點器。2.3 被測對象及其主要性能：測量范圍為(0-300) C、準(zhǔn)確度等級為1.5級、分度值為5.0 C 的被檢雙金屬溫度計；其誤差不超過土( a%量程)C。(a：為準(zhǔn)確度等級)2.4 評定結(jié)

2、果的使用：本測量不確定度評定可直接用于重復(fù)性條件下和復(fù)現(xiàn)性條件下的測量 結(jié)果。3數(shù)學(xué)模型式中：y 雙金屬溫度計在300c點的示值誤差；t 雙金屬溫度計在測量時的示值；T二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計的示值；A 二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計在 300c的修正值。4方差和靈敏度系數(shù)4.1 靈敏度系數(shù)：4.2 方差公式：Uc(y) = Ju2(t)+u2(T )+u2(A)5輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc (y )評定5.1 輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)評定：輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源：被檢雙金屬溫度計的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(t1),示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U&)。5.1.1 被檢雙金屬溫度計的示值估

3、讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(L),用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定：由于雙金屬溫度計的示值估讀到其分度值得1/10,即0.5C,則不確定度區(qū)間半寬為0.5 C,按均勻分布處理，包含因子k= 73，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t1) = 0.5/3 =0.29：C。估計其不可靠性為10%則自由度v(t1)= (10% -2/2=505.1.2 被檢雙金屬溫度計的示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t2),用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。對一支測量范圍為(0-300) C、準(zhǔn)確度等級為1.5級、分度值為5.0 C的被檢雙金屬溫 度計在300c溫度各進(jìn)行10次重復(fù)性測量(均在正行程上進(jìn)行)，得到測量列(C)： 299.0, 299.0

4、, 298.5, 298.5, 299.0, 298.5, 298.5, 299.0, 299.0, 299.0102, (Xi -x)單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差：S = V0=0.26 C110-1對這支溫度計分別在100C, 200c溫度點各進(jìn)行10次重復(fù)性測量，對另二支測量范圍為(0-300 C),準(zhǔn)確度等級1.5級、分度值為5.0 C雙金屬溫度計分別在100C, 200C, 300c 溫度計各進(jìn)行10次重復(fù)性測量(均在正行程上進(jìn)行)，如此得到9組(共90個)示值誤差數(shù) 據(jù)，然后分別對每組計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差 Si ,即§=0.26 CS2 =0.21 CS3=0.16 CS4 =0.24 CS

5、5 =0.21 CS6 =0.26 CS7 =0.24 CS8 =0.21 CS9 =0.16 Cu(t2 )=Smax=0.26 C自由度 v(t2)=9 10 -1 =81因為，U(t1)和u(t2層互不相關(guān)的，所以自由度5.2 輸入量T的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T)的評定：5.2.1 二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(Tj,二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計的示 值應(yīng)估讀到分度值的1/10。即0.01 C,所引起的誤差0.005 C,因為數(shù)值很小，可忽略不計。5.2.2 恒溫槽溫度波動引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(T2),恒溫槽溫度波動在讀數(shù)過程中其變化最大不超過0.1 C ,其分布為反正弦分布，包

6、含因子 K =行，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T2 )=(0.1/2)八：2 =0.04C o估計其不可靠性為20%則自由度v(T2 )=(20%尸/2=12。5.2.3 恒溫槽溫場不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T3 ),用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。恒溫槽在300c其溫場的最大溫差不超過 0.2 C,其分布為均勻分布，包含因子 K = 向 其標(biāo)準(zhǔn)不確 定度為 u(T3 )=(0.2/2)/<3 = 0.06C o估計其不可靠性為20%則自由度v(T3)=(20%f/2 = 12。因為，u(T2井口 u13 )是互不相關(guān)的，所以 自由度5.3 輸入量A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A)的評定：5.3.1 二等標(biāo)準(zhǔn)水

7、銀溫度計修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A ),用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。從二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計檢定規(guī)程中可知在300c時的示值檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度0.06 C ,置信概率為99%,包含因子k =2.58 ,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u(A ) = 0.06/2.58=0.02 C。自由度 vt 七。5.3.2 二等水銀溫度計在周期內(nèi)不作零位修正所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。二等水銀溫度計在周期內(nèi)不作零位修正所引入的誤差為 0.08 C ,該誤差分布均于分布， 包含因子K = 33 ,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A2 ) = 0.08/ <3 = 0.05 C。估計其不可靠性為20%則自由度v(A

8、2 )=(20%尸/2 = 12。因為，u(A廂UA2促互不相關(guān)的，所以輸入量 A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 自由度6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度6.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表序 號標(biāo)準(zhǔn)不 確定度 分量不確 定度 來源標(biāo)準(zhǔn)不確 定度值u(X )自由 度1輸入量t引 入的誤差/0.39 C10.39 C117示值估讀引 入的不確定 度0.15 C0.15 C50示值重復(fù)性 引起的不確 定度/0.26 C0.26 C812輸入量T引 入的誤差0.07 C-10.07 C18二等標(biāo)準(zhǔn)水 銀溫度計的估讀T10.01 C,因 為數(shù)值很 小可以忽 略忽略恒溫槽溫度波動T20.04 C0.04 C12恒溫槽溫場不均勻性t30.06 C0

9、.06 C123輸入量A引入的誤差/0.05 C-10.05 C12二等標(biāo)準(zhǔn)水 銀溫度計修正值A(chǔ)0.02 C0.02 C二等標(biāo)準(zhǔn)水 銀溫度計不 作零位修正值A(chǔ)20.05 C0.05 C12i誤差或不確定度來源的序號；Xi 第i個自變量或輸入估計值；ai Xi的誤差分散區(qū)間半寬，極限誤差或擴(kuò)展不確定度；ki覆蓋因子或置信因子；u(Xi )=ai/ki 4&入B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；若用統(tǒng)計方法獲得時，稱為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度;Ci 靈敏度系數(shù)Ui(y) =G u(Xi )輸出標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；Vi自由度6.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算以上所分析的各項標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：Uc(y) = Vu2(t )+u2(T )+u2(A)=0.40 C7有效自由度：-,effu：(y4)=128；CUi 4八8擴(kuò)展不確定度:擴(kuò)展不確定度的計算：U = k uc y被檢雙金屬溫度計的測量不確定度為：0.31 C,按置信水平0.99,有效自由度為135, 其自由度大于100