保溫材料導熱系數(shù)測量不確定度的評定

1、保溫材料導熱系數(shù)測量不確定度的評定1概述保溫材料EPS板的導熱系數(shù)試驗依據(jù)GB/T10294-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻 及有關(guān)特性的測定防護熱板法進行，本文分析了EPS板導熱系數(shù)測量不確定度的 來源，利用測量獲得的實驗結(jié)果及其他資料，評定了測量結(jié)果的不確定度。1.1 依據(jù)：GB/T10294-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定防護熱板 法；JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示。測量原理：在穩(wěn)態(tài)條件下，在具有平行表面的均勻板狀試件內(nèi)，建立翔于 以兩個平行的溫度均勻的平面為界的無限大平板中存在的一維的均勻熱流密 度，測量結(jié)果以兩塊EPS板導熱系數(shù)平均值表示。試樣規(guī)格尺寸：30

2、0mmX300mmX25mm。環(huán)境條件：溫度為(232),相對濕度(505) %。檢測設(shè)備：CD-DR3030導熱系數(shù)測定儀：冷板溫度,熱板溫度35,計 量面積為0.0225m2；游標卡尺,精度為0.02mm。2建立測量模型、xd(C-1)九=(C-1)Ax( T1_ T2)式中：入一導熱系數(shù)，W/(m-K)；一一加熱單元計量部分的平均熱流量，w； d試件平均厚度，m； A計量面積，m2；T試件熱面溫度平均值，K； 1T試件冷面溫度平均值，K； 23不確定度來源分析測量過程引入不確定度的主要來源有：(1)在相同條件下重復測量引入的不確定度；(2)導熱系數(shù)測定儀校準引入的不確定度；(3)導熱系數(shù)

3、測定儀分辨力引入的不確定度；(4)加熱單元計量部分的平均加熱功率引入的不確定度;(5)(6)(5)(6)(7)(8)計量面積引入的不確定度；溫度引入的不確定度；絕熱材料導熱系數(shù)標準板引入的不確定度。4 測量不確定度分量的評定A類不確定度評定 (x一 x) (x一 x)i-71n 一 1表1 EPS板導熱系數(shù)測量結(jié)果序號12345678910導熱系數(shù)W/(m,K)0.03710.03700.03670.03750.03700.03660.03690.03720.03770.0367測量重復性以標準偏差表示，按貝塞爾公式計算:(C-2)(C-3)(C-4)(x 一 (C-2)(C-3)(C-4)_

4、J=0.00035 W / (m K )9u 0.00035u = = =0.00025W/ (ml K)A ” 門EPS板導熱系數(shù)平均值為0.0371 W/(mK),相對標準不確定度為:u =幽些 x100%=0.67%A,rel 0.0371B類不確定度評定B類標準不確定度評定包括儀器的準確度儀器分辨力、平均加熱功率、游標卡尺、 計量面積、溫度和標準板引入不確定度的評定。導熱系數(shù)測定儀校準引入的不確定度導熱系數(shù)測定儀的示值誤差為系統(tǒng)效應(yīng)，本次試驗使用的CD-DR3030導熱系數(shù)測定儀，制造廠的說明書給出試驗準確度為不大于3%,按均勻分布估計，由此 導致的導熱系數(shù)測量結(jié)果的相對標準不確定度分

5、量為：(C-5)u=絲 x100%=1.73%(C-5)Bl,rel _：導熱系數(shù)測定儀分辨力引入的不確定度CD-DR3030導熱系數(shù)測定儀數(shù)字顯示儀器的分辨力為0.0001W/(mK),則區(qū) 間半寬度為0.00005亞/(02，按均勻分布估計，由分辨力引入的標準不確定度 為：0.00005uB2=2.89 0.00005uB2=2.89 x 10-5 W / (mK )(C-6)相對標準不確定度為:fc-7)2.8 fOfc-7)% i itixl 0 0%-Q . 0Bl -rel 0.037 1加熱單元計量部分的平均加熱功率引入的不確定度標準GB/T 10294-2008中規(guī)定測量加熱器

6、功率的誤差在全范圍內(nèi)均應(yīng)在0.1% 之內(nèi)，則區(qū)間半寬度為0.05%，按均勻分布估計，由加熱單元計量部分的平均加熱 功率引入的相對標準不確定度為：u 3l =。釜% x100%=0.029%(C-8)游標卡尺引入的不確定度(1)游標卡尺校準引入的不確定度試樣厚度由游標卡尺測量，為25.02mm,通過游標卡尺的檢定證書可知其在 070mm測量范圍內(nèi)示值誤差不超過0.0200,按均勻分布估計，由游標卡尺示 值誤差引入的標準不確定度為：uB40.02=0.0115 uB40.02=0.0115 mm(C-9)相對標準不確定度為:(2)讀數(shù)誤差引入的不確定度(c-10)uoo%-o.o(c-10)游標卡

7、尺的分度值為0.02mm,讀值誤差為0.02mm,按均勻分布估計，由游 標卡尺讀值誤差引入的標準不確定度為：uB50.0273uB50.0273=0.0115 mm(C-11)(C-12)(C-13)(C-12)(C-13)相對標準不確定度為:0.0 1 1 5“ 八八 u =x1 0 0 % = 0.0B 5 , r e 12 5.0 2(3)兩者的合成標準不確定度為：取m = 72B41-V(0.050%)2+(0.050%)2 =0.071 %計量面積引入的不確定度計量面積為0.0225m,，誤差為0.0001m，按均勻分布估計，由計量面積引入 的標準不確定度為：(C-15)(C-14)

8、u = 0.0001 =0.000058 m 2(C-15)(C-14)B6 v3相對標準不確定度為：0.00005g.“”=x 1 0 0 % = 0 . zB6jTel 0.0225溫度引入的不確定度標準GB/T 10294-2008中規(guī)定測量溫度和溫差系統(tǒng)的靈敏度和準確度應(yīng)不低于 溫差的0.2%,則區(qū)間半寬度為0.1%,冷熱板溫差為20,按均勻分布估計，由冷 熱板溫度引入的標準不確定度為：20 x0.2%=0.0115 20 x0.2%=0.0115 (C-16)相對標準不確定度為:B7jd _0 0115x1000.058%20絕熱材料導熱系數(shù)標準板引入的不確定度導熱系數(shù)測定儀使用標準

9、板，根據(jù) 標準板證書的信息，擴展不確定度為.5%,95%置信度。95%置信概率按正態(tài)分布考慮，其包含因子為k=1.96。u = 25% =1.28%(C-18)B8,rel 1.965合成標準不確定度合成相對標準不確定度按下式計算：U =/2J? 2J2J2 JJ23relA,rel + B1,rel+ B2,rel + B3,rel+ B45,rel+ B6,rel + B7,rel+ B8,rel:().6?%2 |：3叫2 +iH)7X%2 (U)29%2 1).(門%2 o.26胴2 f).05X%2=2.3% 2(C-19)合成標準不確定度 uc = ucrelxX = 2.3%x0.0371 = 0.00086W/(mK) (