工業(yè)熱電阻示值誤差測(cè)量值得不確定度評(píng)定

摘要:本文根據(jù)JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程》對(duì)工業(yè)熱電阻示值誤差測(cè)量值進(jìn)行不確定度評(píng)定。
1引言
　　測(cè)量依據(jù):JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程》。
　　測(cè)量方法:采用比較法進(jìn)行測(cè)量。
　　測(cè)量環(huán)境:環(huán)境溫度20±2°C，相對(duì)濕度<85%。.

序號(hào)	標(biāo)準(zhǔn)器名稱	技術(shù)性能
1	標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)	測(cè)量范圍:(-195-420)℃;精度等級(jí):二等
2	酒精低溫槽	工作區(qū)域最大溫差:0.04'℃
3	油恒溫槽	工作區(qū)域水平溫場(chǎng):0.01℃:垂直溫場(chǎng):0.02℃
4	數(shù)字多用表	1000Ω檔位:±(50ppm*reading+2ppm*range)

2建立數(shù)學(xué)模型及不確定度來源分析
2.1數(shù)學(xué)模型
　　檢定點(diǎn)0℃，測(cè)量誤差的數(shù)學(xué)模型:
 
　　式中，△ti為被檢鉑電阻在冰點(diǎn)槽中測(cè)得的偏離0℃的差;△t*為標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在冰點(diǎn)槽中測(cè)得的偏離0℃的差;
△t*h為被檢鉑電阻在100°C恒溫槽中測(cè)得的偏離100℃的差;
△t*h-標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在100°C恒溫槽中測(cè)得的偏離100℃的差。
2.2不確定度傳播率
 
2.3測(cè)量不確定度來源
　　工業(yè)熱電阻校準(zhǔn)的不確定度評(píng)估包括:
2.3.1標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)引入的不確定度，
　　標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)自熱效應(yīng)引入的不確定度;標(biāo)準(zhǔn)鉑電.阻溫度計(jì)穩(wěn)定性引入的不確定度;標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)Rp引入的不確定度;數(shù)字多用表測(cè)量引入的不確定度
2.3.2測(cè)量被測(cè)工業(yè)鉑電阻時(shí)引入的不確定度
　　數(shù)字多用表的精度引入的不確定度;恒溫槽垂直溫場(chǎng)引入的不確定度;恒溫槽水平溫場(chǎng)引入的不確定度;被測(cè)工業(yè)鉑電阻重復(fù)測(cè)量引入的不確定度。
3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
　　以工業(yè)熱電阻校準(zhǔn)為例，分析100℃校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量不確定度。
3.1標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻自身引入的不確定度評(píng)定
(1)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻自熱效應(yīng)引入的不確定度u
　　采用B類方法評(píng)定。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的自熱效應(yīng)，查檢定規(guī)程為4.0mK，按均勻分布，其擴(kuò)展不確定度為:
 
(2)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻穩(wěn)定性引入的不確定度u2
　　采用B類方法評(píng)定。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的穩(wěn)定性，查檢定規(guī)程為14mK，按均勻分布，可得:
 
(3)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)Rp引入的不確定度1ls;
　　采用B類方法評(píng)定。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的Rp，查檢定規(guī)程Rtp'為10mK，按均勻分布，可得:
 
(4)數(shù)字多用表準(zhǔn)測(cè)量引入的不確定度1u14;
　　采用B類方法評(píng)定。Rt*由數(shù)字多用表測(cè)量，而R*tp直接引用檢定證書中給出的值時(shí)的不確定度評(píng)估Wt^s=R*r,/Rtp*，由于Rt*和R*tp是用不同電測(cè)設(shè)備測(cè)得，測(cè)量誤差之間互不相關(guān)。因此，dWt^s可用方差合成的方法得到:
 
3.2測(cè)量被測(cè)溫度計(jì)時(shí)引入的不確定度
(1)數(shù)字多用表的精度引入的不確定度us
　　采用B類方法評(píng)定。測(cè)量被測(cè)工業(yè)鉑電阻時(shí)，用數(shù)字多用表歐姆檔進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)其說明書1000Ω量程誤差為士(50ppm*reading+2ppm*range)，取其半?yún)^(qū)間，服從均勻分布。
 
(3)恒溫槽水平溫場(chǎng)引入的不確定度uτ
　　采用B類方法評(píng)定。恒溫槽在其溫場(chǎng)的最大水平溫場(chǎng)不超過0.01℃，按均勻分布，取k=√3可得:
 
(4)被測(cè)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u6
　　采用A類方法評(píng)定。重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù)見表3。
　　表3被測(cè)鉑電阻溫度計(jì)重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)(2)
 
換算成溫度：
 
4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度
(1)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
　　以上各分量獨(dú)立不相關(guān)，按方和根得合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
 
　　可得:uc=0.0342℃
(2)擴(kuò)展不確定度
　　取包含概率p=95%，包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為:
U-uc×k=0.0342×2=0.07℃