熱電阻不確定度評定

檢定結(jié)果的測量不確定度評定1概述：測量依據(jù)：JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程》2環(huán)境條件：溫度：20±5°C濕度：30?70%RH3數(shù)學模型At=(一RX)(dR/dt)；(dRAt=(一RX)(dR/dt)；式中：R—t溫度時標準溫度計的電阻值；RX—xC時標準溫度計測得的電阻值;(dR/dt)：—t溫度時標準溫度計電阻隨溫度的變化率。令AR*=(R*-R*)，則 R=R+(dR/dt)t?(AR*(dR/dt)：) ⑴t x t x t t式(1)為評定的數(shù)學模型。4輸入量的標準不確定度評定。4.1輸入Rx的標準不確定度u(Rx)的評定：標準不確定度u(Rx),記作u(x),由四個不確定度分項構(gòu)成。4.1.1測量的重復性u(X])(A類標準不確定度)：u(X])是由于檢定系統(tǒng)的漂移、熱電勢的變化、環(huán)境溫度的波動、被檢熱電阻短期不穩(wěn)定等因素引入的誤差。簡稱測量的重復性。本檢定系統(tǒng)中用同一支標準、三支被檢做等精度多次檢定。數(shù)據(jù)如下表所示。在0C時合并樣本標準差Sp為ISp=[：3為S2 =6.14X10-4Q實際測量以4次測量值平均值為測量結(jié)果，所以su(x)= =3.07X10-4Q在100C時合并樣本標準差Sp： sp=-為s2=4.34X10-3Q'3i=1'實際測量以4次測量值平均值為測量結(jié)果，所以：u(X)=苓-217X10-3Q1彳44.1.2水沸點槽或油恒溫槽插孔之間的溫差引入的標準不確定度分項u(x2)水沸點槽各插孔之間的溫差最大0.01C，油恒溫槽有幾個指標，由于被檢與標準插入同一水平，所以只需考慮水平溫差。水平溫差為0.01Co不確定度區(qū)間的半寬度為a=At.=0.01CX0.379Q/C=3.79X10-3Q,在區(qū)dt間內(nèi)可認為均勻分布，k=、：3，故： u(x)=2.19X10-3Q24.1.3電測設備引入的標準不確定度分項u(x3)0C時，不確定度區(qū)間的半寬度為100QX0.02%=0.004Q,在區(qū)間內(nèi)可認為均勻分布，k=、：3，u(x)=0.012Q

100°C時，不確定度區(qū)間的半寬度為138.5QX0.02%=0.0277Q,在區(qū)間內(nèi)可認為均勻分布,k=€3,u(x)=0.016Q34.1.4二等標準鉑電阻溫度計不確定度引入的標準不確定度分項u(x)40C時，根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R的檢定周期不穩(wěn)定性為5mK，合電阻4.99X10-4Q，屬tp正態(tài)分布，u(x)=4.99X10-4/3=1.66X10-4Q4同理，100C時，根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定它的檢定周期不穩(wěn)定性為12mK，合電阻1.16X10-4Q,屬正態(tài)分布： u(x)=1.16X10-3/3=3.87X10-4Q44.1.5水三相點并復現(xiàn)0.01C引入的標準不確定度分項u(x)5u(x5)是由于水三相點中微量殘余氣體、水中雜質(zhì)、水分子中氫與氧及同位素成分的5影響、靜壓力修正不準等原因引起的。我們的水三相點是由中國計量科學研究院生產(chǎn)，中國計量科學研究院提供它的不確定度為0.3mK,服從均勻分布，=乜,不確定度分量為0.3A;3=0.17mK,合電阻值1.69X10-5Q:u(x)=1.69X10-5Q54.1.6標準不確定度u(x),即u(R)的計算x在0C時， u(x)=0.012Q在100C時， u(x)==0.016Q4.2dRdt的標準不確定度u[dRdt的評定4.2dRdt的標準不確定度u[dRdt的評定標準不確定度u[dRdt，記作u(y)。當t=0C時，由實驗得出其不確定度為1.99X10-5Q/C,服從正態(tài)分布，k=3,u(y)=0.66X10-5Q/C當t=100C時，由實驗得出其不確定度為2.0X10-5Q/C，服從正態(tài)分布，k=3,u(y)=0.67X10-5Q/C4.3AR*(t)的標準不確定度u(AR*)的評定標準不確定度u(AR*)，記作u(z),由3個不確定度分項構(gòu)成。4.3.1二等標準鉑電阻溫度計不確定度引入的標準不確定度分項u(z)在0C時，根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R的檢定周期不穩(wěn)定性為5mK，合電阻1.16+X10-4tpQ,屬正態(tài)分布： u%)=4.99X10-4/3=1.66X10-4Q同理，100C時，根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定它的檢定周期不穩(wěn)定性為12mK，合電阻4.99X

10-4Q，屬正態(tài)分布： U%)=1.16X10-3/3=3.87X10-4Q4.3.2電測設備引入的標準不確定度分項u(z)2由于是測量AR*，即它們公用部分的不確定度可以抵消，因此產(chǎn)生影響的只是差值部分。在0°C時，如果用自來水凍制的冰，它偏離0°C的最大偏差為0.03°C，相當于0.03Q,則變動盤最大可認為是0.01Q。不確定度區(qū)間的半寬度為0.01QX0.02%=2.0X10-6Q，在區(qū)間內(nèi)可認為均勻分布，k=<3,u(z)=1.15X10-6Q (可忽略不計)在1o0°C時，由于規(guī)程規(guī)定檢定時偏離100C點的最大偏差2°C,相當于0.2Q，則變動盤最大可認為是1Q。不確定度區(qū)間的半寬度為0.01QX0.02%=2.0X10-6Q，在區(qū)間內(nèi)可認為均勻分布，k=€3,u(z)=1.15X10-4Q24.3.3三相點并復現(xiàn)0.01C引入的標準不確定度分項u(z3)u(z3)是由于水三相點中微量殘余氣體、水中雜質(zhì)、水分子中氫與氧及同位素成分的影響、靜壓力修正不準等原因引起的。我們的水三相點是由中國計量科學研究院生產(chǎn)，并提供它的不確定度為0.3mK,服從均勻分布，k=N，不確定度分量為0.3/呂=0.17mK，合電阻值1.69X10-5Q：u(z)=1.69X10-5Q34.3.4標準不確定度u(z),即u(AR*)的計算u(z)= \u2(Z1)+u2(z2)+u2(z3)在0°C時， u(z)=1.67X10-4Q在100°C時， u(z)=4.04X10-4Q4.4*的標準不確定度u[的評定即u(d)4.4*的標準不確定度u[的評定即u(d)。(dR)[擊丿t*的取值是由統(tǒng)計規(guī)律得出的平均值，與實際值有差異。在t=0C時，由實驗得出其不確定度為8.98X10-5Q/C，服從正態(tài)分布，k=3,u(d)=2.99X10-5Q/C在t=100°C時，由實驗得出其不確定度為8.7X10-5Q/C,服從正態(tài)分布，k=3,u(d)=2.9X10-5Q/C5合成標準不確定度的評定靈敏系數(shù)：由R=R+(dR/dt)1R*/(dR/dt)JTOC\o"1-5"\h\zt X t tc1=1t=0C時，c=0.02C,c=3.91,c=-0.08C2 3 4t=100C時，c=2C,c=3.79,c=-7.6C2 3 4在t=o°c時，u=0.012Qc在t=100C時，u=0.016Q6擴展不確定度的評定TOC\o"1-5"\h\z0C時，取置信概率p=95%，有效自由度取v=45，查表得k=t(45)=2.01,eff p95擴展不確定度U=t(45)?u