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

1、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）C，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）C,分辨力為0.1C，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300C為例進(jìn)行分析計(jì)算。數(shù)學(xué)模型At=tds（、eI疋丿i式中：At儀表示值誤差d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；K熱電偶特性曲線各溫度測(cè)量點(diǎn)的斜率，可視為常數(shù)。i

2、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定3.1輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）的評(píng)定dd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。d3.1.1測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）的評(píng)定d1u（tJ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300C點(diǎn)上,d1用熱工儀表校驗(yàn)儀進(jìn)行連續(xù)重復(fù)測(cè)量10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t=300.03Codbn(t廠)2實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：c1did=0.037CS=I4=n1因此，u(t)=0.037C

3、d1儀表分辨力導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t2)的評(píng)定d2bu(t2)可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。儀表分辨力b=0.1C,區(qū)間半寬a=0.05C,在區(qū)間d22內(nèi)可視為均勻分布，包含因子k=p3，可得到：0.05u(td2)=亍=.29C。3.1.3輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)計(jì)算dd由于匚1與t2相互獨(dú)立，因此d1d2u(t)=Ju2(t)+u2(t)=0.047Cdd1d23.2輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)的評(píng)定ss輸入量t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)s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=0.09C,k=2，則u(t)=0.

4、045Cs3.3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(ei)的評(píng)定補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ei)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(20C時(shí))經(jīng)校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度為U=0.12C,k=2，則u(ei)=0.060C3.3.2由冰點(diǎn)槽導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e2)的評(píng)定冰點(diǎn)槽導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e2)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土0.1C，在區(qū)間內(nèi)可視為均勻分布，包含因子k=l3，可得到：0.1u(e2)=3=0058

5、C。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(ei)與口($)相互獨(dú)立，因此u(e)=v；u2(e)+u2(e)=0.083Cv12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：At=td(、eI疋丿i靈敏系數(shù)：c旦=1idt，dC2=dAtdt合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定由于t、t與e相互獨(dú)立所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ai)如下:dscu(At)=c-u(t)_l2+Lc-u(t)_l2+Lc-u(e)2=(0.0471+(0.0451+(0.083匕=0.106Cc1d2s3擴(kuò)展不確定度的計(jì)算取k=2，則其擴(kuò)展不確定度U=kxu(At)=2X0.106=0.2110.2

6、Cc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)(C)不確定度分量(C)ucU(C)(k=2)u(t)d1u(t)d2u(t)su(e)1u(e2)-1000.0970.0290.0450.0600.0580.1390.300.0370.0290.0450.0600.0580.1060.21000.0370.0290.0450.0600.0580.1060.22000.037

7、0.0290.0450.0600.0580.1060.23000.0370.0290.0450.0600.0580.1060.24000.0370.0290.0450.0600.0580.1060.26.2以上是使用熱工儀表校驗(yàn)儀校準(zhǔn)測(cè)量范圍為（-100400）C，分辨力為0.1C，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（016OO）C，分辨力為1C，分度號(hào)為E校準(zhǔn)點(diǎn)（C）不確定度分量（C）ucU(C)(k=2)u(t)

8、d1u(t)d2u(t)su(e)1u(e)21000.1060.2890.0700.0600.0580.3260.72000.1060.2890.0700.0600.0580.3260.73000.1060.2890.0700.0600.0580.3260.74000.1060.2890.0700.0600.0580.3260.75000.1150.2890.0700.0600.0580.3290.76000.1150.2890.0700.0600.0580.3290.77000.1210.2890.0700.0600.0580.3310.78000.1370.2890.0700.0600.

9、0580.3380.79000.1440.2890.0700.0600.0580.3400.710000.1940.2890.0700.0600.0580.3640.711000.2540.2890.0700.0600.0580.4000.812000.2750.2890.0700.0600.0580.4130.813000.2830.2890.0700.0600.0580.4190.814000.2970.2890.0700.0600.0580.4280.915000.3260.2890.0700.0600.0580.4490.916000.3630.2890.0700.0600.0580.

10、4761.0表3：測(cè)量范圍（012OO）C，分辨力為1C，分度號(hào)為S校準(zhǔn)點(diǎn)（C）不確定度分量（C）ucU(C)(k=2)u(t)d1u(td2)u(t)su(e)1u(e2)00.0740.2890.0900.0600.0580.3220.61000.0940.2890.0900.0600.0580.3270.72000.1110.2890.0900.0600.0580.3330.73000.1110.2890.0900.0600.0580.3330.74000.1110.2890.0900.0600.0580.3330.75000.1440.2890.0900.0600.0580.3450.

11、76000.1440.2890.0900.0600.0580.3450.77000.1440.2890.0900.0600.0580.3450.78000.1970.2890.0900.0600.0580.3700.79000.2110.2890.0900.0600.0580.3780.810000.2290.2890.0900.0600.0580.3880.811000.2630.2890.0900.0600.0580.4090.812000.2860.2890.0900.0600.0580.4250.8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

12、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)Ptoo、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:At=ttds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（-1002OO）C，分辨力為0.FC，分度號(hào)為Cu50校準(zhǔn)點(diǎn)（C）不確定度分量（C）ucU(C)(k=2)u(t)d1u(t)d2u(t)s-1000.1510.0290.0550.1630.3-500.1360.0290.0550.1500.300.0810.0290.0550.10

13、20.2500.1010.0290.0550.1190.21000.1370.0290.0550.1500.31500.1440.0290.0550.1570.32000.1630.0290.0550.1740.3表5：j則量范圍（0850）C，分辨力為1C,分度號(hào)為PtIOO校準(zhǔn)點(diǎn)（C）不確定度分量（C）ucU(C)(k=2)u(t)d1u(t)d2u(t)s00.1010.2890.0550.3110.6500.1010.2890.0550.3110.61000.1040.2890.0550.3120.61500.1040.2890.0550.3120.62000.1130.2890.05

14、50.3150.62500.1270.2890.0550.3200.63000.1400.2890.0550.3260.73500.1820.2890.0550.3460.74000.2020.2890.0550.3570.74500.2020.2890.0550.3570.75000.2020.2890.0550.3570.75500.2360.2890.0550.3770.86000.2440.2890.0550.3820.86500.2590.2890.0550.3920.87000.2640.2890.0550.3950.87500.2830.2890.0550.4080.88000.3090.2890.0550.4260.98500.3170.2890.0550.4320.