表面溫度計示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定

韓晶

[摘 ?要]根據(jù)規(guī)范要求對表面溫度計進(jìn)行校準(zhǔn)并分析了校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度，給出了評定結(jié)果。

[關(guān)鍵詞]表面溫度計 ?示值誤差 ?不確定度 ?校準(zhǔn)結(jié)果

中圖分類號：TG333.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0267-02

一、概述

1.校準(zhǔn)依據(jù)：JJF1409-2013《表面溫度計校準(zhǔn)規(guī)范》

2.環(huán)境條件：

環(huán)境溫度：（23±5）℃;相對濕度不大于85%。

3.校準(zhǔn)裝置：

用3125型表面溫度源，標(biāo)準(zhǔn)器采用A級鉑電阻，與其配套使用的測溫儀表為DT11溫度測量儀，分辨力為0.001℃。標(biāo)準(zhǔn)器與精密溫度測量儀MPE：±0.02℃。

4.校準(zhǔn)方法：

待溫度源溫度穩(wěn)定到校準(zhǔn)溫度分別為100℃、200℃、300℃時，將表面溫度計的感溫元件充分、緊密地壓在溫度源熱板工作區(qū)的中心位置上。標(biāo)準(zhǔn)器的測量儀表及表面溫度計示值穩(wěn)定后，記錄讀數(shù)。表面溫度計的示值與實際溫度的差值為表面溫度計的示值誤差。

5.被校對象

1） 表面溫度計型號為testo905-T2，測量范圍：（-50～350）℃，分辨力為0.1℃。

2） 表面溫度計型號為SWK-2，測量范圍：（0～300）℃，分辨力為1℃。

二、數(shù)學(xué)模型

（1）

式中：——表面溫度計的示值誤差，℃;

——表面溫度計的示值平均值，℃;

——標(biāo)準(zhǔn)器測量儀表測得的溫度平均值，℃;

——標(biāo)準(zhǔn)器與其測量儀表整體校準(zhǔn)的溫度修正值，℃;

式（1）中各項相互獨立，示值誤差的不確定度u（Δt）：

（2）

三、靈敏系數(shù)

=1 ? ?=-1 ? =-1

四、輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1 ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

輸入量的不確定度來源主要是表面溫度計的測量重復(fù)性、表面溫度計指示儀表分辨力和數(shù)據(jù)修約的影響。

4.1.1 ?測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測量重復(fù)性包含了表面溫度計自身的短期不穩(wěn)定性和表面溫度源穩(wěn)定性的影響，采用A類方法進(jìn)行評定。在重復(fù)性條件下，分別在溫度為100℃、200℃、300℃，重復(fù)測量被校表面溫度計的示值誤差10次，結(jié)果如下：

根據(jù)規(guī)范要求，對表面溫度計進(jìn)行3次重復(fù)測量：

根據(jù)規(guī)范要求，對表面溫度計進(jìn)行3次重復(fù)測量：

4.1.2 ?表面溫度計儀表分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1.2.1表面溫度計指示儀表分辨力為0.1℃，則區(qū)間半寬為0.05℃，按均勻分布處理，則：=0.05/=0.029℃。

4.1.2.2同理：表面溫度計指示儀表分辨力為1℃，則區(qū)間半寬為0.5℃，按均勻分布處理，則：=0.05/=0.29℃。

4.1.3 數(shù)據(jù)修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1.3.1表面溫度計儀表分辨力為0.1℃，由修約舍入的最大溫度絕對值為0.05℃，按均勻分布處理，則：=0.05/=0.029℃。

4.1.3..2表面溫度計儀表分辨力為1℃，由修約舍入的最大溫度絕對值為0.5℃，按均勻分布處理，則：=0.5/=0.29℃。

4.1.4 ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于測量重復(fù)性和表面溫度計指示儀表分辨力引入的分量相互關(guān)聯(lián)，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量只取大者。且兩者互不相關(guān)，因此：

==0.28℃;==0.41℃

4.2 ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

輸入量的不確定度來源于標(biāo)準(zhǔn)器的測量儀表分辨力的影響、標(biāo)準(zhǔn)器測溫點與溫度源工作區(qū)中心點溫差的影響、溫度源穩(wěn)定性的影響和溫度源熱板工作區(qū)溫場不均勻的影響。

4.2.1標(biāo)準(zhǔn)器測量儀表分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)器測量儀表分辨力的影響因微小可忽略不計。

4.2.2標(biāo)準(zhǔn)器測溫點與溫度源熱板工作區(qū)中心點的溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定.

由實驗得到：標(biāo)準(zhǔn)器測溫點與溫度源工作區(qū)中心點的溫差，在（0～200）℃時不大于0.5℃，按正態(tài)分布，則：=0.5/3=0.17℃，（200～300）℃以上時溫差不大于1℃，按正態(tài)分布，則：=1/3=0.30℃

4.2.3溫度源的穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2.4溫度源熱板工作區(qū)溫場不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.2.5 ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于輸入量各分量之間，彼此相互獨立，因此

=

4.3 ?輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

對A級鉑電阻及配套使用的測溫儀表TD11整體校準(zhǔn)，其MPE：±0.02℃，

按均勻分布，各溫度點引入的不確定分量為：==0.01℃

五. 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由于輸入量、、之間，彼此獨立不相關(guān)，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

=

六、擴展不確定度

=× ?=2，表面溫度計示值誤差的擴展不確定度：

參考文獻(xiàn)：

[1]JJF1059.1-2012《測量不確度評定與表示》

[2]JJF1409-2013《表面溫度計校準(zhǔn)規(guī)范》