標準水銀溫度計不確定度CMC

標準水銀溫度計測量不確定度的評定概述測量依據(jù)：依據(jù)JJG161-2010《標準水銀溫度計檢定規(guī)程》計量標準：主要計量標準設(shè)備為二等標準伯電阻溫度計配套設(shè)備：高精度測溫儀、恒溫槽被測對象標準水銀溫度計分度值/℃0.1溫度范圍/℃（-30?300）℃測量方法：標準水銀溫度計的檢定方法采用比較法，將標準水銀溫度計和二等標準鉑電阻溫度計同時插入恒溫槽中，待穩(wěn)定后，分別讀取二等標準伯電阻溫度計和被檢溫度計的示值JJG161-2010《標準水銀溫度計檢定規(guī)程》，標準溫度計測得量值由標準溫度計讀數(shù)修正值給出。2、數(shù)學模型%=t-t式中：%—標準水銀溫度計的修正值，。C\一標準器示值，℃；t%一被檢標準水銀溫度計示值，℃實際檢定時，只計算偏離檢定點的溫度，即%=At-At式中：%—標準水銀溫度計的修正值，℃；A:一標準器實際溫度偏差，℃；At%一被檢標準水銀溫度計溫度偏差平均值，℃3、不確定度評定標準器引入的不確定度u(tj二等標準鉑電阻溫度計周期穩(wěn)定性引入的不確定度u(t)1根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R勿的檢定周期穩(wěn)定性為10mK故在-30℃?20℃溫度段標準伯電阻溫度計周期穩(wěn)定性近似取100人按均勻分布評定，k=.3。則

u(11)=-10=5.77mK,即u(11)=5.77X10-3℃同理溫度范圍周期穩(wěn)定性取值/mKku(t1)/℃(0?50)℃84.62X10-3(50?100)℃148.08X10-3(100~150)℃14月8.08X10-3(150~200)℃148.08X10-3(200~250)℃14<38.08X10-3(250~300)℃14<38.08X10-33.1.2二等標準鉑電阻溫度計復現(xiàn)性引入的不確定度u(t)2根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R卬的多次測量復現(xiàn)性為5mK故在-30℃~20℃溫度段標準伯電阻溫度計復現(xiàn)性近似取5mK,按正態(tài)分布評定，k=2.58。則u(t)=工=1.94mK,艮口u(t)=1.94X10一3℃、s22.58 s2同理溫度范圍周期穩(wěn)定性取值/mKku(t)/℃s2(0~50)℃3.02.581.16X10-3(50~100)℃3.62.581.16X10-3(100~150)℃3.62.581.16X10-3(150~200)℃3.62.581.16X10-3(200~250)℃3.62.581.16X10-3(250~300)℃3.62.581.16X10-33.1.3標準器自熱效應引入的不確定度u(t)3根據(jù)檢定規(guī)程二等鉑電阻溫度計在水三相點溫度測量的自熱效應換算成溫度應不超過4.0mK,本實驗所用二等鉑電阻溫度計檢定證書中給出的自熱效應值為1.8mK,按均勻分布，k二A則u(t)=1.8/、；3=104mK 即u(t)=1.04X10-3℃3.1.4電測設(shè)備引入的不確定s3 s3度u(t)s4二等標準鉑電阻溫度計配高精度測溫電橋，高精度測溫電橋的準確度為5ppm,標準鉑電阻溫度計是以電阻比的形式計算實際溫度。引用計算公式V1?(W[1)A.以50℃為例50℃時標準器的標稱值為30。，電阻比W50=1.19,計算得/、—/x(W—1)x5x10-6u(t)= 50 -0.04mks4 (dW/dt)50同理，在以下檢定溫度點電測設(shè)備引入的不確定度為下表所示檢定點/℃Wt(dW/dt)tu(t)/mKs4-300.879754344.025X10-30.0200.999960103.989X10-30.00501.197870543.928X10-30.041001.392772813.868X10-30.1431501.584695093.809X10-30.2172001.773663313.750X10-30.2922501.959703983.692X10-30.3683002.142840293.634X10-30.4453.1.5標準器浸沒深度引入的不確定度u(t)s5檢定規(guī)程規(guī)定測量時標準溫度計插入深度應不低于250mm,此時導熱誤差引入的不確定度忽略。3.1.6恒溫槽隨時間波動引入的不確定度u(t)s6根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定恒溫槽在(-60?5)℃和(90?300)℃溫度范圍內(nèi)，10分鐘恒溫槽波動性應不超過0.025℃,取半?yún)^(qū)間為0.0125℃,屬于反正弦分布，k=.<2,則u(t)=0.0125/.4=0.009℃s6檢定規(guī)程規(guī)定恒溫槽在(5?300)℃溫度范圍內(nèi)，10分鐘恒溫槽波動性應不超過0.02℃,取半?yún)^(qū)間為0.01℃,屬于反正弦分布，k二、2,則u(t)=0.01/五=0.007℃s6恒溫槽溫場不均勻引入的不確定度u(t)s7根據(jù)檢定規(guī)程恒溫槽均勻度不超過0.03℃,按半?yún)^(qū)間取0.015℃,均勻分布，k二七3則u(t7)=0.015/3=0.009℃標準器引入的合成不確定度u(t)根據(jù)公式 u(t )=%,u(t)2+u(t)2+u(t )2+u(t)2+u(t )2+U(t )2+U(t)2 計算得下表檢定點/℃u(t)/℃-300.014200.0137500.01421000.01521500.01412000.01412500.01413000.01413.2被檢標準水銀溫度計引入的標準不確定度u(tj溫度計刻線及估讀引入的不確定度u(t)兀1在實際實驗中當標準溫度變化0.01℃?0.02℃時，被檢溫度計才能看到從刻線處上升或降低，也就是說溫度計刻線會帶來0.01℃?0.02℃的讀數(shù)誤差。另外讀數(shù)時由于人與人的視差，對分度值為0.1℃的水銀溫度計可能產(chǎn)生的0.01℃影響，兩者關(guān)聯(lián)，引起的誤差取0.02℃，按均勻分布，k=百，則u(tx1)=0.02/百=0.012℃同理，對于分度值為0.05℃被檢溫度計因刻線及估讀引入的不確定度取0.01℃，按均勻分布，k二,：3，則u(t)=0.01分.：3=0.006℃x1讀數(shù)裝置與溫度計不垂直引入的不確定度u(t)x2讀數(shù)時，應保證讀數(shù)裝置水平，同時應保證水銀溫度計垂直插入恒溫槽中。分度值為0.1℃的被檢溫度計與讀數(shù)裝置不垂直引入的偏差取0.01℃，半?yún)^(qū)間取0.005℃，按均勻分布，k二際，則u(t)=0.005/xa=0.003℃分度值為0.05℃的被檢溫度計與讀數(shù)裝置不垂直引入的偏差取0.005℃，半?yún)^(qū)間取0.0025℃，按均勻分布，k=73，則u(t2)=0.0025/^3=0.0015℃露出液柱引入的不確定度u(t)3溫度計應按全浸方式插入恒溫槽中測量，所以露出液柱帶來的誤差可忽略。計算修約引入的不確定度u(t)4計算時末位取舍產(chǎn)生的誤差為分度值的1/10，即分度值為0.1℃的被檢溫度計取。01℃,按均勻分布計算。u(t4)=0.01/J3、。006℃.分度值為0.05℃的被檢溫度計取0.005℃,按均勻分布計算。u(t)=0.005/%：3'40.003℃被檢溫度計測量重復性引入的不確定度u(t)x5分度值為0.1℃的溫度計在-30℃重復測量10次，實驗測得數(shù)據(jù)-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.94℃,-29.94℃。■則s=,￡(x一x)2/(n-1)=0.004℃i單次測量的標準差為：0.004℃/nn=0.001℃ u(t)=0.001℃同理，在以下檢定溫度點測量重復性引入的不確定度為下表所示檢定點/℃u(15)/℃-300.00100.001500.0011000.0021500.0022000.0022500.0023000.002分度值為0.05℃的溫度計在-30℃重復測量10次，實驗測得數(shù)據(jù)-29.995℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.990℃,-29.995℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.985℃。

則s=,￡(X—x)2/(n—1)=0.0035℃"ii單次測量的標準差為：0.0035℃/nn=0.001℃ u(t)=0.001℃x5同理，在以下檢定溫度點測量重復性引入的不確定度為下表所示檢定點/℃u(t)/℃x5-300.00100.001500.0011000.0011500.0012000.0022500.0023000.0023.2.6被檢溫度計引入的標準合成不確定度u(tx)根據(jù)公式u(t)=v'u(t1)2+u(t2)2+u(t3)+u(t4)+u(t5)2計算得下表分度值0.