工作用辐射温度计测量结果不确定度评定.doc

工作用辐射温度计测量结果不确定度评定摘 要：由于JJG856-2015工作用辐射温度计检定规程的内容变化，新增了影响固有误差的多种因素，尤其是黑体辐射源发射率，一直被人们所忽视，本文按新规程的检定方法，细化了测量结果固有误差的处理方式，新规程增加了发射率修正要求，本文根据规程要求，给出了不确定新的测量模型分析步骤，分量的计算和结果分析，供大家在今后的计量检定辐射温度计时参考。关键词：辐射温度计；固有误差；不确定分析；发射率1 概述采用二等标准铂铑10-铂热电偶为参考温度计，黑体辐射源发射率为0.9950.003，被检温度计的光谱范围（814）m、温度分辨力1，最大允许误差1%t，t为温度测量值。检定时被检温度计的发射率设置在1.00，环境温度为20。计算在800的检定结果固有误差的不确定度。2 测量模型固有误差为被检温度计测量理想黑体示值与理想黑体温度的差，按新规程的计算方法，测量模型为：t=(tT-tS)- tTS-(tT-tS)式中：t被检温度计在检定点tN处的固有误差，；tT被检温度计读数tT相对于检定点tN的温度差，；tS辐射源校准量tS相对于检定点tN的偏差，；tTS被检温度计瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差，；tT辐射源发射率偏离1引入的被检温度计示值误差，；tS以参考辐射源校准量或参考温度计示值表示的辐射源实际温度因辐射源发射率偏离1引入的误差，；3 灵敏系数测量模型为温差的代数和公式，且各项系数的绝对值为1，而灵敏系数通常为输出量对各输入量的偏微分，所以与之对应的温度不确定度分量灵敏系数绝对值也为1，所以各不相关分量依据不确定度传播率计算合成标准不确定度：4 固有误差的不确定度主要来源4.1 计量标准参考温度计和黑体辐射源引入的不确定度u(tS)，包括的分量为：二等标准铂铑10-铂热电偶校准不确定u1；二等标准铂铑10-铂热电偶在校准周期内的稳定性影响可忽略；测量辐射源温度的重复性u2；辐射源控温稳定性(包括瞄准)u3；辐射源靶面的不均匀的影响u4；辐射源发射率偏离1修正的不确定度对固有误差的影响u5；4.2 被检温度计引入的不确定度u(tT)辐射温度计测量重复性u6；示值分辨力u7；4.3 检定操作引入的标准不确定度分量为：数据修约u8。5 标准不确定度评定5.1 计量标准引入的不确定度分量5.1.1 二等标准铂铑10-铂热电偶校准后其扩展不确定度为U=0.7（k=2），所以其标准不确定度u1=0.7/2=0.35；5.1.2 测量辐射源温度的重复性，在800进行重复测量10次，参考温度计的测量平均值： 用贝塞尔公式计算单次测量的实验标准偏差： 标准不确定度： 5.1.3 辐射源控温稳定性在10min内不超过0.8，区间半宽a=0.4，服从均匀分布，标准不确定度：u4=a/k=0.23；5.1.4 辐射源靶面的不均匀性为1.2，区间半宽a=0.6，服从均匀分布，其标准不确定度：u5=a/k=0.35；5.1.5 辐射源发射率修正为0.003，服从均匀分布，其不确定度 u()=0.003/k，所以由发射率的不确定度引起的对固有误差的影响的不确定度；5.2 被检温度计引入的不确定度分量5.2.1对红外温度计在800进行重复测量10次,求其平均值和实验标准偏差: 其标准不确定度为：；5.2.2 辐射温度计分辨力为1，区间半宽a=0.5，服从均匀分布，标准不确定度为：u8=a/k=0.29；5.3 数据处理时修约引入的不确定度被检温度计分辨力为1，处理数据时修约不超过0.5，服从均匀分布，标准不确定度为：；5.4 各不确定度分量见表1表1 各不确定度分量序号12345678不确定度来源参考温度计黑体辐射源被检温度计检定操作校准不确定度测温重复性稳定性均匀性发射率修正对确定固有误差的影响测量重复性分辨力数据修约类别BABBBABB数值0.60.260.40.60.0030.3210.5分布正态正态均匀均匀均匀正态均匀均匀k211灵敏系数-1-111574111ui0.350.260.230.350.990.320.290.295.5 合成标准不确定度由于各分量不相关，合成标准不确定度为：扩展不确定度为：U=2 uc=36 结论新发布的检定规程，数据处理增加了发射率修正要求，采用了适用于全部温度范围的修正方法。从上述各分量可以看出发射率偏离1引起的测量误差不容忽视，波长越长影响越大，如文中，在光谱范围（814）m的辐射温度计，在800时0.99发射率引起的温度误差已达到-5.74，造成不确定度分量值较大，是不确定度的重要组成部分。参考文献：1 JJG8562015工作用辐射温度计