工業(yè)鉑銅熱電阻測量結(jié)果的不確定度評(píng)定實(shí)例

(臨朐縣計(jì)量測試所 山東 濰坊 262600)

一、概述

1.依據(jù)JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻》檢定規(guī)程

2.測量標(biāo)準(zhǔn)器：二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。電測設(shè)備為數(shù)字多用表，準(zhǔn)確度：量程1000Ω為±(0.005%讀數(shù) +0.000002Ω)。

3.被測對(duì)象：鉑熱電阻，測量范圍0℃﹑100℃，允許偏差見表1。

鉑熱電阻允差

4.測量參數(shù)與測量方法：

測量參數(shù)為R0﹑R100比較法進(jìn)行測量。

比較法是將二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)與鉑熱電阻同時(shí)插入冰點(diǎn)或恒溫槽中，待溫度穩(wěn)定后通過測量標(biāo)準(zhǔn)與被檢的值，由標(biāo)準(zhǔn)算出實(shí)際溫度，然后通過公式計(jì)算出被檢的實(shí)際值R(t)。

二、數(shù)學(xué)模型

檢定點(diǎn)0℃，測量誤差的數(shù)學(xué)模型：

檢定點(diǎn)100℃，測量誤差的數(shù)學(xué)模型：

式中Δt0，Δt100——分別為被檢熱電阻分別在0℃和100℃恒溫槽匯中測得的偏離0℃和100℃的差，℃；

Ri，Rh——分別為被檢熱電阻在0℃和100℃時(shí)電阻值；

R0，R100——分別為被檢熱電阻在0℃和100℃時(shí)名義電阻值；

(dR/dT)t=0，(dR/dT)t=100——分別為被檢熱電阻在0℃和100℃時(shí)，電阻值對(duì)溫度的變化率，Ω/℃；

Δti，Δt100——分別為被檢熱電阻偏離0℃和100℃的差，℃；

三、標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

1.輸入量Δti，Δth的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti)，u(Δth)的評(píng)定

有四個(gè)不確定度來源：Ri、Rh測量重復(fù)性，插孔之間的溫差，電測設(shè)備，測量電流引起的自熱。

(1)測量的重復(fù)性u(píng)(Ri1)和u(Ri2)，屬A類不確定度評(píng)定

以A級(jí)鉑熱電阻的一組10次重復(fù)性試驗(yàn)為例：

①檢定0℃時(shí)，誤差測量結(jié)果為(℃)：-0.0790，-0.0782，-0.0778，-0.0793，-0.0785，-0.0779，-0.0775，-0.0782，-0.0792，-0.0786，標(biāo)準(zhǔn)差s為0.0006℃，相當(dāng)于0.234mΩ。

②檢定100℃時(shí)，誤差測量結(jié)果為(℃)：-0.0480，-0.0485，-0.0478，-0.0481，-0.0489，-0.0495，-0.0483，-0.0476，-0.0472，-0.0486，標(biāo)準(zhǔn)差s為0.0007℃，相當(dāng)于0.266mΩ。

(2)插孔之間的溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti2)和u(Δth2)，屬B類不確定度

冰點(diǎn)槽插孔之間的溫差很小，可以忽略不計(jì)。

(3)電測設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti3)和u(Δth3)，屬B類不確定

熱電阻測量儀的測量誤差是主要的不確定度來源，四端轉(zhuǎn)換開關(guān)雜散電勢引起的不確定度相對(duì)很小(換算成電阻，不超過±1mΩ)，可以忽略不計(jì)。

(4)自熱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δti4)和u(Δth4)，屬B類不確定度

u(Ri4)=u(Rh4)=1.15×10-3Ω

則換算成溫度：u(Δti4)=2.95mK，u(Δth4)=3.04mK

(5)u(Δti)和u(Δth)的計(jì)算

由于上述4個(gè)不確定度之間相互獨(dú)立，因此合成為

主要有4個(gè)不確定來源：標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的復(fù)現(xiàn)性和電阻比值的周期穩(wěn)定性，電測設(shè)備的測量誤差，測量電流引起的自熱。

檢定0℃時(shí)：

檢定100℃時(shí)：

由于上述4個(gè)不確定度之間互相獨(dú)立，因此合稱為

四、合成不確定度表E.4

0℃測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

表E.5 100℃測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

由于各不確定度分量之間相互獨(dú)立。因此

五、擴(kuò)展不確定度

檢定0℃時(shí)：U=kuc(Δt0)=83.38mK，k=2；

檢定100℃時(shí)：U=kuc(Δt0)=109.94mK，k=2；