工作用輻射溫度計測量結(jié)果不確定度評定[優(yōu)選材料]

1、工作用輻射溫度計測量結(jié)果不確定度評定摘 要：由于JJG856-2015工作用輻射溫度計檢定規(guī)程的內(nèi)容變化，新增了影響固有誤差的多種因素，尤其是黑體輻射源發(fā)射率，一直被人們所忽視，本文按新規(guī)程的檢定方法，細(xì)化了測量結(jié)果固有誤差的處理方式，新規(guī)程增加了發(fā)射率修正要求，本文根據(jù)規(guī)程要求，給出了不確定新的測量模型分析步驟，分量的計算和結(jié)果分析，供大家在今后的計量檢定輻射溫度計時參考。關(guān)鍵詞：輻射溫度計；固有誤差；不確定分析；發(fā)射率1 概述采用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶為參考溫度計，黑體輻射源發(fā)射率為0.9950.003，被檢溫度計的光譜范圍（814）m、溫度分辨力1，最大允許誤差1%t，t為溫度測量值

2、。檢定時被檢溫度計的發(fā)射率設(shè)置在1.00，環(huán)境溫度為20。計算在800的檢定結(jié)果固有誤差的不確定度。2 測量模型固有誤差為被檢溫度計測量理想黑體示值與理想黑體溫度的差，按新規(guī)程的計算方法，測量模型為：t=(tT-tS)- tTS-(tT-tS)式中：t被檢溫度計在檢定點tN處的固有誤差，；tT被檢溫度計讀數(shù)tT相對于檢定點tN的溫度差，；tS輻射源校準(zhǔn)量tS相對于檢定點tN的偏差，；tTS被檢溫度計瞄準(zhǔn)區(qū)域與參考溫度計測溫區(qū)域之間的溫度差，；tT輻射源發(fā)射率偏離1引入的被檢溫度計示值誤差，；tS以參考輻射源校準(zhǔn)量或參考溫度計示值表示的輻射源實際溫度因輻射源發(fā)射率偏離1引入的誤差，；3 靈敏系數(shù)

3、測量模型為溫差的代數(shù)和公式，且各項系數(shù)的絕對值為1，而靈敏系數(shù)通常為輸出量對各輸入量的偏微分，所以與之對應(yīng)的溫度不確定度分量靈敏系數(shù)絕對值也為1，所以各不相關(guān)分量依據(jù)不確定度傳播率計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：4 固有誤差的不確定度主要來源4.1 計量標(biāo)準(zhǔn)參考溫度計和黑體輻射源引入的不確定度u(tS)，包括的分量為：二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶校準(zhǔn)不確定u1；二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶在校準(zhǔn)周期內(nèi)的穩(wěn)定性影響可忽略；測量輻射源溫度的重復(fù)性u2；輻射源控溫穩(wěn)定性(包括瞄準(zhǔn))u3；輻射源靶面的不均勻的影響u4；輻射源發(fā)射率偏離1修正的不確定度對固有誤差的影響u5；4.2 被檢溫度計引入的不確定度u(tT)輻

4、射溫度計測量重復(fù)性u6；示值分辨力u7；4.3 檢定操作引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：數(shù)據(jù)修約u8。5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定5.1 計量標(biāo)準(zhǔn)引入的不確定度分量5.1.1 二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶校準(zhǔn)后其擴(kuò)展不確定度為U=0.7（k=2），所以其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1=0.7/2=0.35；5.1.2 測量輻射源溫度的重復(fù)性，在800進(jìn)行重復(fù)測量10次，參考溫度計的測量平均值： 用貝塞爾公式計算單次測量的實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差： 標(biāo)準(zhǔn)不確定度： 5.1.3 輻射源控溫穩(wěn)定性在10min內(nèi)不超過0.8，區(qū)間半寬a=0.4，服從均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u4=a/k=0.23；5.1.4 輻射源靶面的不均勻性為1.2，區(qū)間

5、半寬a=0.6，服從均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u5=a/k=0.35；5.1.5 輻射源發(fā)射率修正為0.003，服從均勻分布，其不確定度 u()=0.003/k，所以由發(fā)射率的不確定度引起的對固有誤差的影響的不確定度；5.2 被檢溫度計引入的不確定度分量5.2.1對紅外溫度計在800進(jìn)行重復(fù)測量10次,求其平均值和實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差: 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；5.2.2 輻射溫度計分辨力為1，區(qū)間半寬a=0.5，服從均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u8=a/k=0.29；5.3 數(shù)據(jù)處理時修約引入的不確定度被檢溫度計分辨力為1，處理數(shù)據(jù)時修約不超過0.5，服從均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：；5.4 各不確定度分量

6、見表1表1 各不確定度分量序號12345678不確定度來源參考溫度計黑體輻射源被檢溫度計檢定操作校準(zhǔn)不確定度測溫重復(fù)性穩(wěn)定性均勻性發(fā)射率修正對確定固有誤差的影響測量重復(fù)性分辨力數(shù)據(jù)修約類別BABBBABB數(shù)值0.60.260.40.60.0030.3210.5分布正態(tài)正態(tài)均勻均勻均勻正態(tài)均勻均勻k211靈敏系數(shù)-1-111574111ui0.350.260.230.350.990.320.290.295.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于各分量不相關(guān)，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：擴(kuò)展不確定度為：U=2 uc=36 結(jié)論新發(fā)布的檢定規(guī)程，數(shù)據(jù)處理增加了發(fā)射率修正要求，采用了適用于全部溫度范圍的修正方法。從上述各分量可以看出發(fā)射率偏離1引起的測量誤差不容忽視，波長越長影響越大，如文中，在光譜范圍（814）m的輻射溫度計，在800時0.99發(fā)射率引起的溫度誤差已達(dá)到-5.74，造成不確定度分量值較大，是不確定度的重要組成部分。參考文獻(xiàn)：1 JJG8562015工作用輻射溫度計檢定規(guī)程.中