工業(yè)熱電阻示值誤差測量值得不確定度評定

孫德慧

（海洋石油工程股份有限公司建造公司，天津 300452）

1 引言

測量依據(jù)：JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程》。

測量方法：采用比較法進(jìn)行測量。

測量環(huán)境：環(huán)境溫度20±2℃，相對濕度＜85%。

表1 計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

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0℃，測量誤差的數(shù)學(xué)模型：

檢定點100℃，測量誤差的數(shù)學(xué)模型：

2.2 不確定度傳播率

式中，靈敏系數(shù)分別為：

2.3 測量不確定度來源

工業(yè)熱電阻校準(zhǔn)的不確定度評估包括：

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計自熱效應(yīng)引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計穩(wěn)定性引入的不確定度；標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計Rtp引入的不確定度；數(shù)字多用表測量引入的不確定度

2.3.2 測量被測工業(yè)鉑電阻時引入的不確定度

數(shù)字多用表的準(zhǔn)確度引入的不確定度；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(yè)鉑電阻重復(fù)測量引入的不確定度。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

以工業(yè)熱電阻校準(zhǔn)為例，分析100℃校準(zhǔn)點的測量不確定度。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻自身引入的不確定度評定

（1）標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻自熱效應(yīng)引入的不確定度u1

采用B類方法評定。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Rtp引入的不確定度u3；

采用B類方法評定。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的Rtp，查檢定規(guī)程為10mK，按均勻分布，可得：

（4）數(shù)字多用表準(zhǔn)測量引入的不確定度u4；

3.2 測量被測溫度計時引入的不確定度

（1）數(shù)字多用表的準(zhǔn)確度引入的不確定度u5

采用B類方法評定。測量被測工業(yè)鉑電阻時，用數(shù)字多用表歐姆檔進(jìn)行測量，根據(jù)其說明書1000Ω量程誤差為±（50ppm*reading+2ppm*range），取其半?yún)^(qū)間，服從均勻分布。

換算成溫度：

（2）恒溫槽垂直溫場引入的不確定度u6

采用B類方法評定。恒溫槽在其溫場的最大垂直溫差不超過0.02℃，按均勻分布，取k=可得：

（3）恒溫槽水平溫場引入的不確定度u7

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=ffffe4可得：

（4）被測鉑電阻溫度計測量重復(fù)性引入的不確定度u6

采用A類方法評定。重復(fù)性測量數(shù)據(jù)見表3。

表3 被測鉑電阻溫度計重復(fù)測量數(shù)據(jù)（Ω）

實際以測量4次的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果：

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：

[1] JJG229-2010.工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程.

[2] JJF1059.1-2012.測量不確定度評定與表示.