二等鉑銠10-鉑熱電偶熱電動勢的測量結(jié)果不確定度

1、4c亠上廠./trt鉑銠10鉑熱電偶熱電動勢的測量結(jié)果不確定度測量方法：(依據(jù)JJG751995標準鉑銠10鉑熱電偶)依據(jù)國家計量檢定規(guī)程JJG751995標準鉑銠10鉑熱電偶，檢定二等標準鉑銠10鉑熱電偶是用一支一等標準鉑銠10鉑熱電偶與被檢偶捆扎一起放在臥式管型檢定爐內(nèi)中心點，在檢定點溫度上以比較法進行。在檢定點溫度熱平衡后，測出標準與被檢偶的電動勢值，算出本次檢得結(jié)果，并在兩次(不同天)檢得結(jié)果不超過4pV時，取兩次檢得結(jié)果的平均值作為最后分度結(jié)果。應(yīng)滿足在銅點(1084.62C),鋁點(660.323C)及鋅點(419.527C)上的電動勢偏差的技術(shù)要求。數(shù)學(xué)模型、E被(t)=E標證+

2、心式中：E被(t)被檢偶在濕度上(銅鋁鋅凝固點)上的熱電動勢。被E(t)一等標準偶證書中固定點熱電動勢。標證e(t)檢定時，測得的被檢偶與標準偶測得值平均值之差。米用雙極法時：Ae(t)=e治(t)e(t)被標證即式可寫為：E(t)被=E(標證(t)+e.(t)e.(t)被被式為本分析的數(shù)學(xué)模型。3.方差和靈敏系數(shù)3.1靈敏系數(shù)：求式QE6EQE注=1被:=1被=1QEQe卄Qe.對標證被標各誤差來源的偏導(dǎo)得：3.2、.、八方差U2=U2+u2+u2eE標證e被e標4.計算標準不確定度分量4.1E項：標證即為固定點上的標準器的檢得結(jié)果不確定度。根據(jù)國家量傳檢定系統(tǒng)及有關(guān)院頒資料，一等標準鉑銠1

3、0鉑熱電偶在固定點上的擴展標準不確定度為0.6C，屬正態(tài)分布,P=0.99，即包含因子為2.58，自由度為。u(銅點)=0.6C(P=0.99).因變化率為lipV/C即6.6pVu（鋁點）=0.6C（P=0.99）.因變化率為10|JV/C即6.0pVu（鋅點）=0.6C（P=0.99）.因變化率為9pV/C即5.4pV故ui（銅點）=6.6/2.58=2.5pVui（鋁點）=6.0/2.58=2.3pVu1（鋅點）=5.4/2.58=2.1pV屬B類分量4.2項即為檢定時測得被檢在溫度t上的熱電動勢。該分量包括：使用電測測量被檢的電動勢時所帶入的不確定度成分2.1=e被從A：為電測準確度級

4、別，對7081數(shù)表100mV檔來說A=（60X10-6讀數(shù)+1X10-6量程）/年，屬均勻分布，B類分量。u2.（銅點）=u2.（鋁點）=U2.1（鋅點）=10.575x60 x10-6+100 x10-65.860 x60 x10-6+100 x10-63.447x60 x10-6+100 x10-6=0.42（pV）=0.25（pV）=0.18（pV）其估計的可靠程度為10%，故自由度為：1u=x（10%）-2=5024.2.2測量過程中爐的溫度變化At應(yīng)小于0.1C/min（規(guī)程規(guī)定），用循環(huán)周期讀數(shù)法來測標準、被檢各四次平均。數(shù)表的測量迅速，可以估計每支被檢的平均值含0.2C的變化影響

5、，乘入電勢變化率后計入。為半?yún)^(qū)間，屬反正弦分布。B類分量：故：U2.2（銅點）=U2.2（鋁點）=U2.2（鋅點）=1叱2=1.56（0）210叱2=1.41（叩）29叩二2=1.27（叩）其估計的可靠程度為50%，故自由度為1u二x（50%）-2二224.2.3被檢偶在各點檢定時，由于偶絲導(dǎo)熱，冷端冰點器受熱引起冷端濕度偏差所帶進的。經(jīng)實驗其偏差tma呑0.2C，即2pV,其半?yún)^(qū)間為1pV屬均勻分布eB類分量：u2.3=丄=0.58（pV）3其估計的可靠程度為50%，故自由度為：u二1X(50%)一2二224.2.4轉(zhuǎn)換開關(guān)的寄生電動勢，根據(jù)產(chǎn)品說明書，其厶00.4V,為半?yún)^(qū)間，可能出現(xiàn)在任

6、何檔位，屬均勻分布，B類分量：0.42.4其估計的可靠程度為30%，故自由度為：(30%)-2二54.2.5根據(jù)規(guī)程，檢二等標準鉑銠10鉑熱電偶應(yīng)在不同天進行兩次檢定，兩天結(jié)果之差不應(yīng)大于4pV才合格，取兩次分度結(jié)果的平均值作檢得結(jié)果。因此檢得結(jié)果中含2pV的偏差，為半?yún)^(qū)間。對二等標準來說，其短期重復(fù)性較好，而主要是二次捆扎后使每支的工作端處爐內(nèi)檢定面位置不同所致。屬均勻分布，B類分量：U2.5-+=1*15(V)其估計的可靠程度為20%，故自由度為：1u=-x(20%)-2=124.3項：u=504.3.1使用電測測量標準的電動勢，必然引入不確定成分。由于被檢與標準都為同一電勢量級。故電測引

7、起的不確定度與被檢的相同。u3.1=u2.1u=50爐溫變化在測標準時也存在不確定度的爐溫變化，同樣與被檢的相同。u3.2=u2.2標準偶確定濕度時，也以冷端為參考起點，同樣存在導(dǎo)熱使冷端濕度偏差所帶進的同樣與被檢的相同。故u3.3=u2.3u=2轉(zhuǎn)換開關(guān)的寄生電勢，同樣會出現(xiàn)在標準的檔位上，同樣與被檢的相同。故u=uu=5故3.4=2.44.3.5整套標準裝置的重復(fù)性為實驗標準差。用同一支檢定的標準S偶作檢定重復(fù)性試驗,作8次重復(fù)性測量，并以貝塞爾公式計算。屬t分布，A類分量：測量結(jié)果如表1表13.5=s單二丈V2i1(8-1)8凝固點（pV）一等標準鉑銠10-鉑熱電偶No98-62測量結(jié)果

8、（PV）二等標準鉑銠10-鉑熱電偶No2001-022銅點10579410583.010582.910582.910582.910582.610582.610582.710582.7鋁點5860.25866.75866.75866.75866.85866.95866.95866.95866.9鋅點344503448.23448.23448.23448.33448.13448.13448.13448.1u3.5（銅點）=0.06pVU3.5（鋁點）=0.04pVU3.5（鋅點）=0.03V自由度均為：0=7標準不確定度分量一覽表表5-1序號來源類別靈敏系數(shù),C.=|6f/6x|標準不確定度（“V

9、）分布自由度銅鋁鋅u1標準器不確定度B12.52.32.1止態(tài)OOu21電測測被檢B10.420.260.18均勻5021u22溫場變化對被檢B1.561.411.27反正弦2u被檢冷端B0.580.580.58均勻223u轉(zhuǎn)換開關(guān)引入被檢B0.230.230.23均勻5u25被檢短期穩(wěn)定B1.151.151.15均勻12u31電測測標準B0.420.260.18均勻50uQQ溫場變化對標準B11.561.411.27反正弦2u標準冷端B0.580.580.58均勻2u轉(zhuǎn)換開關(guān)引入標準B0.230.230.23均勻5u=S35單裝置重復(fù)性A0.060.040.01t7合成標準不確定度：u=、；

10、U2+U2+U2+U2+U2+U2+U2+U2+U2+U2+U2e*121222324253132333435代入一覽表中各點數(shù)值，可得各點Ueue（銅點）=3.68|JVue（鋁點）=3.39pVue（鋅點）=3.13pV有效自由度根據(jù)偉爾奇薩特思偉特公式：veffU4e1u4vi=11可得：v（銅點）=31，取30。effv（鋁點）=32，取30。effv（鋅點）=34，取30。eff二等標準鉑銠10鉑熱電偶的檢定結(jié)果擴展不確定度根據(jù)上面計得的有效自由度，從t分布系數(shù)表中查得p=0.95時對應(yīng)的包含因子：銅：t95(30)=2.04鋁：t95(30)=2.04鋅：t95(30)=2.04可得擴展不確定U：(p=0.95)U95(銅點)=2.04X3.68=7.51(pV),即0.69CU95(鋁點)=2.04