数字温度指示调节仪示值误差测量结果的不确定度评定
发布时间:2017-8-23

 在实验室认可过程中最为重要的环节之一是各种专业不确定度的评定工作。一切测量结果都不可避免地具有不确定度,而不确定度是一个全新的概念,测 量不确定度是表征被测量的真值所处量值范围的评定。测量不确定度可以包括许多分量,按其数值的评定方法可以归并成两类: a类分量可根据测量列结果的统计分布进行估计,并可用实验标准差表征; b类分量根据经验或其他信息进行估计,并可用假设存在的近似的“标准偏差”表征。a类分量与b类分量可用通常合成方差的方法合成,所得的“标准偏差”称为 合成标准不确定度。合成标准不确定度按输出量y的估计值y给出的符号为uc(y), y通常采用量的符号。合成标准不确定度确定后,将其乘以给定概率p的包含因子kp,从而得到扩展不确定度up=kpuc(y)。可以期望在y-up至 y+up的区间内,以概率p包含了测量结果的可能值。kp与y的分布有关,当可以按中心极限定理估计接近正态分布时,kp采用t分布临界值(或简称t 值)。kp=tp(νeff),一般采用的p值为99%和95%。多数情况下,采用p=95%。由于不确定度使测量结果中存在无法修正的部分,它反映了被 测量值的真值不能肯定的误差范围的一种评定。数字温度指示调节仪表(配热电偶)示值误差的测量结果不确定度评定规范从易于理解、便于操作、利于过渡出发, 对校准实验室温度专业各种量程0·5级及以下仪表测量结果的不确定度评定均具有适用性。

(1)概述

1)测量依据: jjg 617—1996《数字温度指示调节仪》检定规程,按“输入基准法”进行测量。

2)测量环境:温度(20±5)℃;相对湿度45% ~75%。

3)测量标准:直流电位差计,型号uj33a,准确度等级0·05级。

4)被测对象:测量范围从-200℃~+1800℃,配以不同类型热电偶的数字温度指示调节仪表。

5)测量过程:依据jjg 617中“输入基准法”进行测量,测量结果以多次正反循环的算术平均值计算示值误差。

(2)数学模型

(3)输入量的标准不确定度评定

1)输入量的标准不确定度u (td)的评定

u (td)的不确定度来源主要为仪表的测量重复性和分辨力。

a)测量重复性导致的标准不确定度u (td1)

在各测量点进行重复循环测量,测量次数可由客户提出要求,一般n≥6。

测量结果以算术平均值给出,采用a类方法进行评定。

 

b)仪表分辨力导致的标准不确定度u (td2)

u (td2)采用b类方法进行评定,由仪表的分辨力b导致的示值误差区间半宽为,按均匀分布考虑,包含因子

2)输入量ts的标准不确定度u (ts)的评定

u (ts)来源于直流电位差计uj33a的输出误差,因环境温度引入的不确定度可以忽略不计。

用直流电位差计uj33a作为标准器时,标准不确定度u (ts)可以采用b类方法进行评定,按均匀分布考虑,包含因子式中 δ为直流电位差计uj33a的基本误差,δ=0·05%,其中ux为测量点的温度所对应的标称电势值,un为直流电位差计uj33a的基准值;s(被)为被测仪表在测量点的微分电势值。

3)输入量e的标准不确定度u (e)的评定

输入量e的不确定度的主要来源为补偿导线修正值和冰瓶导致的不确定度。

a)补偿导线导致的标准不确定度u (e1)

u (e1)用b类方法进行评定,按均匀分布考虑。

b)冰瓶导致的标准不确定度u (e2)

u (e2)用b类方法进行评定,按均匀分布考虑。

c)输入量e的标准不确定度u (e)的计算

(4)合成标准不确定度的评定

1)灵敏系数

2)合成标准不确定度的计算

输入量td、ts及e相互之间彼此独立,所以合成标准不确定度为

(5)扩展不确定度的评定

k=2,扩展不确定度u=kuc(δt), u值最多取两位有效数字。

(6)测量不确定度的报告与表示

给出测量结果的同时给出u和k。

 

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