工業熱電阻示值誤差測量值得不確定度評定

摘要:本文根據JJG229-2010《工業鉑、銅熱電阻檢定規程》對工業熱電阻示值誤差測量值進行不確定度評定。
1引言
　　測量依據:JJG229-2010《工業鉑、銅熱電阻檢定規程》。
　　測量方法:采用比較法進行測量。
　　測量環境:環境溫度20±2°C，相對濕度<85%。.

序號	標準器名稱	技術性能
1	標準鉑電阻溫度計	測量范圍:(-195-420)℃;精度等級:二等
2	酒精低溫槽	工作區域最大溫差:0.04'℃
3	油恒溫槽	工作區域水平溫場:0.01℃:垂直溫場:0.02℃
4	數字多用表	1000Ω檔位:±(50ppm*reading+2ppm*range)

2建立數學模型及不確定度來源分析
2.1數學模型
　　檢定點0℃，測量誤差的數學模型:
 
　　式中，△ti為被檢鉑電阻在冰點槽中測得的偏離0℃的差;△t*為標準鉑電阻溫度計在冰點槽中測得的偏離0℃的差;
△t*h為被檢鉑電阻在100°C恒溫槽中測得的偏離100℃的差;
△t*h-標準鉑電阻溫度計在100°C恒溫槽中測得的偏離100℃的差。
2.2不確定度傳播率
 
2.3測量不確定度來源
　　工業熱電阻校準的不確定度評估包括:
2.3.1標準鉑電阻溫度計引入的不確定度，
　　標準鉑電阻溫度計自熱效應引入的不確定度;標準鉑電.阻溫度計穩定性引入的不確定度;標準鉑電阻溫度計Rp引入的不確定度;數字多用表測量引入的不確定度
2.3.2測量被測工業鉑電阻時引入的不確定度
　　數字多用表的精度引入的不確定度;恒溫槽垂直溫場引入的不確定度;恒溫槽水平溫場引入的不確定度;被測工業鉑電阻重復測量引入的不確定度。
3標準不確定度評定
　　以工業熱電阻校準為例，分析100℃校準點的測量不確定度。
3.1標準鉑電阻自身引入的不確定度評定
(1)標準鉑電阻自熱效應引入的不確定度u
　　采用B類方法評定。二等標準鉑電阻的自熱效應，查檢定規程為4.0mK，按均勻分布，其擴展不確定度為:
 
(2)標準鉑電阻穩定性引入的不確定度u2
　　采用B類方法評定。二等標準鉑電阻的穩定性，查檢定規程為14mK，按均勻分布，可得:
 
(3)標準鉑電阻溫度計Rp引入的不確定度1ls;
　　采用B類方法評定。二等標準鉑電阻的Rp，查檢定規程Rtp'為10mK，按均勻分布，可得:
 
(4)數字多用表準測量引入的不確定度1u14;
　　采用B類方法評定。Rt*由數字多用表測量，而R*tp直接引用檢定證書中給出的值時的不確定度評估Wt^s=R*r,/Rtp*，由于Rt*和R*tp是用不同電測設備測得，測量誤差之間互不相關。因此，dWt^s可用方差合成的方法得到:
 
3.2測量被測溫度計時引入的不確定度
(1)數字多用表的精度引入的不確定度us
　　采用B類方法評定。測量被測工業鉑電阻時，用數字多用表歐姆檔進行測量，根據其說明書1000Ω量程誤差為士(50ppm*reading+2ppm*range)，取其半區間，服從均勻分布。
 
(3)恒溫槽水平溫場引入的不確定度uτ
　　采用B類方法評定。恒溫槽在其溫場的最大水平溫場不超過0.01℃，按均勻分布，取k=√3可得:
 
(4)被測鉑電阻溫度計測量重復性引入的不確定度u6
　　采用A類方法評定。重復性測量數據見表3。
　　表3被測鉑電阻溫度計重復測量數據(2)
 
換算成溫度：
 
4合成標準不確定度及擴展不確定度
(1)合成標準不確定度
　　以上各分量獨立不相關，按方和根得合成標準不確定度
 
　　可得:uc=0.0342℃
(2)擴展不確定度
　　取包含概率p=95%，包含因子k=2，擴展不確定度為:
U-uc×k=0.0342×2=0.07℃