工作用鉑銠 10-鉑熱電偶檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定

1、工作用鉑銠10-鉑熱電偶檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定1概述1.1測量依據(jù)：JJG141-2013工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程1.2計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器為一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶，溫度范圍（419.5271084.62）C2 檢定對(duì)象工作用鉑銠10-鉑熱電偶，檢定點(diǎn)及最大允許誤差見表D.1表D.1檢定點(diǎn)及最大允許誤差單位為攝氏度檢定點(diǎn)I級(jí)II級(jí)419.527（鋅點(diǎn)）1.01.5660.323（鋁點(diǎn)）1.01.51084.62（銅點(diǎn)）1.01.5鉑銠10-鉑熱電偶各檢定點(diǎn)的微分熱電勢為：S（鋅）=9.64“V/C,S（銅）=11.80“V/C,S（鋁）=10.40“V/C3 測量標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備3.1標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)

2、準(zhǔn)器為一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶，主要技術(shù)指標(biāo)如表D.2。表D.2計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)名稱測量范圍技術(shù)指標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶（419.5271084.62）CU=（0.40.6）C,k=2.853.2電測設(shè)備數(shù)字多用表，測量范圍（0100）mV,分辨力0.1“V,MPE：（0.005%讀數(shù)+0.002%量程）。4 測量方法將一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)熱電偶）和工作用鉑銠10-鉑熱電偶（以下簡稱被檢熱電偶）捆扎后放入管式熱電偶檢定爐，用雙極比較法在鋅點(diǎn)（419.527C）、鋁點(diǎn)（660.323C）、銅點(diǎn)（1084.62C）三個(gè)固定點(diǎn)進(jìn)行檢定/校準(zhǔn)。I級(jí)工作用鉑銠10-鉑熱電

3、偶測量次數(shù)不少于4次，口級(jí)工作用鉑銠10-鉑熱電偶測量次數(shù)不少于2次。其順序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)被檢1被檢1_被檢n,然后按相反的順序回到標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算算術(shù)平均值，得到標(biāo)準(zhǔn)和被檢熱電偶的示值。5 測量模型廠廠t=證+（E被一E標(biāo)）式中：Et被檢熱電偶在各檢定點(diǎn)上的熱電動(dòng)勢（mV）。E被一一被檢熱電偶測得的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均值（mV）。Effi標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書上給出的熱電動(dòng)勢值（mV）。E標(biāo)檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測得的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均值（mV）。E被和E標(biāo)是用一臺(tái)數(shù)字多用表同一條件下測得，故兩組測量數(shù)據(jù)具有相關(guān)性,根據(jù)不確定度傳播率得到：dEc=-3dE標(biāo)=一1u2（y）=c12u2（E證）+導(dǎo)2（E被）十c；u2（E

4、標(biāo)）+2y（E被,E標(biāo)）c2u（E被）c3u（E標(biāo)）靈敏系數(shù)：c二葺=1c=11兀被2叫相關(guān)系數(shù)：Y（E被,E標(biāo)）=（-11）6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定主要不確定度來源：測量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)器、電測設(shè)備、分度重現(xiàn)性、多路開關(guān)、參考端、爐溫變化等影響量。6.1測量重復(fù)性引入的不確定度分量U，用A類方法進(jìn)行評(píng)定。a因在三個(gè)溫度點(diǎn)檢定時(shí)，測量重復(fù)性情況大致相同，故對(duì)其在任一檢定點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)性分析，可代表其在其他溫度點(diǎn)重復(fù)性情況，現(xiàn)以1084.62C點(diǎn)測量為例分析。用一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)檢定I級(jí)熱電偶。測得工作偶的五組每組10個(gè)重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s為：p1sp1=0.46“Vs實(shí)際測量以4次測量值

5、的平均值作為測量結(jié)果，所以U=嚴(yán)=0.23刈得標(biāo)準(zhǔn)alV4偶的五組每組10個(gè)重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s為：p2吃（X）is=i=0.45uVpin-1s實(shí)際測量以4次測量值的平均值作為測量結(jié)果，所以U=嚴(yán)=0.22刈。電測設(shè)a2V4備的測量分辨力為0.1V,由其引入的不確定度分量u=0.1“V/2V3=0.029“V,bu與u、u相比很小，只考慮重復(fù)性引入的不確定度分量，u為：ba1a2aU=i：U2+U2=0.32“Vaala26.2標(biāo)準(zhǔn)熱電偶引入的不確定度u，用B類方法進(jìn)行評(píng)定。一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶在（419.5271084.62）C范圍的擴(kuò)展不確定度為：U=（0.40.6）

6、Ck=2.85,因此其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u1=（0.140.21）C，經(jīng)計(jì)算u（鋅）=0.14C/S（鋅）=1.35“V、u（鋁）=0.166C/S（鋁）=1.73“V、11u（銅）=0.21C/S（銅）=2.47“V。16.3 電測設(shè)備對(duì)被檢偶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2,用B類方法進(jìn)行評(píng)定。測量儀器數(shù)字多用表，量程范圍（0100）mV，其年允許基本誤差為土（0.005%讀數(shù)+0.002%量程），區(qū)間半寬度a為（0.005%讀數(shù)+0.002%量程），按均勻分布處理，k=3,u2（t）=a/3,測量值近似取檢定溫度點(diǎn)的分度值，鉑銠10-鉑熱電偶在三個(gè)檢定點(diǎn)分度表上的熱電勢分別為：3.447mV，5

7、.860mV，10.575mV，經(jīng)計(jì)算得：u（鋅）=1.26“V、u（鋁）=1.33“V、u（銅）=1.46“V。2226.4 電測設(shè)備對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3,用B類方法進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被檢偶同分度號(hào)，用同一數(shù)字多用表測量，評(píng)估算法同6.3,經(jīng)計(jì)算得：u（鋅）=1.26“V、u（鋁）=1.33“V、u（銅）=1.46“V。3336.5 分度復(fù)現(xiàn)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u,用B類方法進(jìn)行評(píng)定。4檢定時(shí)因兩次捆扎裝爐和爐子溫場的變化給測量結(jié)果帶來影響，這些影響主要表現(xiàn)在兩次分度測量的差值上。由規(guī)程7.3.6.4可知，兩次分度測得的數(shù)值允差分別為3“V和5“V,即測量值的變化區(qū)間為3“V和

8、5“V，則區(qū)間半寬度a為1.5小和2.5“V，按均勻分布處理，k=3，得u（鋅）=1.5小/3=0.87“V4u（鋁）=1.5“V/3=0.87“V、u（銅）=2.5“V/3=1.45“V446.6 測量回路寄生電勢引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u,用B類方法進(jìn)行評(píng)定。5轉(zhuǎn)換開關(guān)各路之間最大寄生電動(dòng)勢之差小于0.4“V.標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被檢熱電偶測量回路因寄生電動(dòng)勢差變化帶來的影響小于0.4“V,取區(qū)間半寬度a為0.4V,按均勻分布處理，k=3,得“5=a/3=0.23“V。6.7熱電偶參考端溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度弘，用B類方法進(jìn)行評(píng)定。6由經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)可知：熱電偶參考端在同一冰點(diǎn)恒溫溫器內(nèi)，各路之間的最大溫差

9、不大于0.05C,取區(qū)間半寬度a為0.05C,鉑銠10-鉑熱電偶在冰點(diǎn)的微分熱電勢為5.40“V/C：溫差換算為電勢值為0.27“V，按均勻分布處理，k=3,得：=0.27V/30.16“V。6.8爐溫變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度“，用B類方法進(jìn)行評(píng)定。7本規(guī)程第7.3.6.2雙極比較法規(guī)定，檢定熱電偶時(shí)爐溫變化應(yīng)小于0.1C/min設(shè)每次測量標(biāo)準(zhǔn)與被檢偶時(shí)的爐溫變化差不超過0.1C,區(qū)間半寬度a,0.05C，按均勻分布處理，k=3，得u=0.05C/3=0.029C，得u（鋅）=0.029C/S（鋅）77u（銅）=0.029C/S（銅）=0.34“V。7=0.28“V、u（鋁）=0.029C/S（

10、鋁）=0.30“V、77 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc、u彼此獨(dú)立不相關(guān)，且靈7標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u、u、u、u、ua1456敏系數(shù)為1。引入u、u兩不確定度分量的兩個(gè)輸入量e和E強(qiáng)相關(guān)，E23被標(biāo)被變化E會(huì)使E標(biāo)等量變化E，則兩者的相關(guān)系數(shù)估計(jì)為：被標(biāo)y（E被E標(biāo)）=XA3XA因?yàn)閡、u兩不確定度分量大小相等，且正強(qiáng)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為1,兩個(gè)分23量的靈敏系數(shù)都為1，但符號(hào)相反，因此由u、u及協(xié)方差引入的不確定度23賅2乙u2c=ii=1相互抵消。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度變?yōu)椋?C2u2+C2u2+C3u2+C2u2+C2u2+C2u2+C2u2Faa112244556677影響各溫度點(diǎn)檢定結(jié)果的不確定度分量及

11、評(píng)估值列于表D.3表D.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總不確定度分量ui不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度“V相關(guān)系數(shù)靈敏系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ciu/“V1iua測量重復(fù)性0.32010.32u標(biāo)準(zhǔn)熱電偶1.3511.3511.7301.732.482.48u電測儀器1.2611.2621.3311.331.4611.46u電測儀器1.261-1-1.2631.33-1-1.331.46-1-1.46u分度復(fù)現(xiàn)性0.870.8740.87010.871.451.45u5寄生電勢0.23010.23u6/、IVr1、,r./a參考端溫差0.16010.16u爐溫變化0.2810.2870.3000.300.340.34鋅點(diǎn)

12、的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u(鋅)=0.322+1.352+0.872+0.232+0.162+0.282小=1.68妙(0.174)鋁點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(鋁)=帖0.322+1.732+0.872+0.232+0.162+0.302“V=2.01uV(0.193C)銅點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(銅)=.0.322+2.482+1.452+0.232+0.162+0.342V-2.92V(0.247C)c8擴(kuò)展不確定度:按包含概率P=0.95，取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度U=ku，得：c鋅點(diǎn):U=2x0.174C0.35C,k=2;鋁點(diǎn)：U=2x0.193C0.39C,k=2;銅點(diǎn)：U=2x0.247C=0.49C,k=2。9測量不確定度評(píng)定結(jié)果的說明從上述測量不確定度評(píng)定條件和結(jié)