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文檔簡介
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)
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