一等标准铂铑10-铂热电偶测量结果不确定度分析.doc

一等标准铂铑10-铂热电偶测量结果不确定度分析误差与不确定度技术篇一等标准铂铑10一铂热电偶测量结果不确定度分析一,工作原理根据JJG751995(标准铂铑10一铂热电偶检定规程.将标准和被检热电偶放人同一检定炉温场,使热电偶的测量端达到热平衡.采用比较分度法对热电偶进行检定二,数学模型在通常情况下,标准热电偶只用于在锌(419.527C),铝点(660.323qC)和铜点(1084.62)3个固定点上的传递,被检热电偶在各固定点上的热电动势E()采用的数学模型为E(f):E证()+E(t)一E()式中:E()分度时被检热电偶的热电动势值,mV;E()标准热电偶证书中给出的固定点热电动势值,mV;E()分度时测得的标准热电偶的热电动势的平均值,mV;(f)分度时测得的被检热电偶的热电动势的平均值.mV三,方差及传播系数根据公式2(y):(数学模型中的变量以不确定度表示时方差计算式为u2-”124-/,22-/,3式中:M.E(t)的不确定度分量;M,(t)的不确定度分量;u,雷()的不确定度分量.本文以锌点(419.527C)为例,铝点(660.323C)和铜点(1084.62)可以根据该方法进行分析.四,标准不确定度分量的分析及计算(一)输入量E(t)的标准不确定度评定1.标准不确定度u的评定所用的标准器为标准组热电偶:根据上级部门(中口郭淑萍国计量科学研究院)出具的检定证书,其扩展不确定度为0.1,p=99%.根据热电偶分度表:S型热电偶在锌点(419.527C),铝点(660.323C),铜点(1084.62C)等3个固定点上的热电动势率分别为9.64zV/C,10.40V/C,11.80V/.根据公式U=kX/Zc.按正态分布k=2.576.则一等标准热电偶在锌点传递的合成标准不确定度/Z为0.374V,自由度_正l=.2.标准不确定度”证的评定由于检定周期或使用间隔内标准组热电偶热电动势变化一般不超过3V,则半宽度a=3tzV,覆盖因子=3.B类分量为u2=1.O01xV估计为.1.,其自由度为z=5.3.标准不确定度uE(t)的评定:其值是11,1uT与lZ2的合成E标证(t)J=V-标证l+M标证2自由度为:()锌点:1.068V;自由度:标=66(二)分度时输入量E(t)的标准不确定度评定1.分度时不重复性评定u在铜点(1084.62)用标准组热电偶标准装置对热电偶进行l0次或10次以上等精度重复测量.属于t分布,A类分量.本不确定度评定具体情况如表1所示2011.6ChinaMetrologydp%Jr_J_85技术篇误差与不确定度表1不确定度评定具体情况序号E,(mV)E,一E(ttV)(E,一)(mV)110.55819+1.7012.893X10-621055689+0.4010.161X10-6310.55681+0.3210.103x106410.555870.6190.383106510.555830.6590.43410-6610.555520.9690.939X10710.555640.8490.721X106810.556110.3790.1441O一910.5563l一0.1790.032X1061O10.55772+1.2311.515X10一其算术平均值的标准偏差为0.285txV,/2(-)1=n-l=92.分度时参考端温度影响的不确定度评定”分度时热电偶参考端使用的冰水混合物中的杂质及导线与热电偶参考端的附加热电势.根据中国计量科学研究院多次试验结果为0.271*V半区间.按均匀分布k=,则:【).156vX/3它的相对不确定度的标准偏差为25%.则自由度为(=丽1=123.分度时捆扎及炉温不均匀性影响u(二】,热电偶分度时处于一个有温度梯度的温场中.因偶丝的不均匀.捆扎装炉时测量端不能完全保证统一工作面,则在有温差的地方产生附加热电势,JJG751995要求一等标准热电偶两次分度结果之差不应大于31xV,则分度结果中含1.5V的偏差,服从正态分布,B类分量:a=31xV,k=3:o.500v它的相对不确定度的标准偏差为20%.则自由度为s1124.测量回路及转换开关寄生电势影响u仁86生堕里璺r0Igy2o11.6热电偶分度时通过转换开关与电测设备相连.测量回路的寄生热电势会附加在被检热电偶的热电势上,所用转换开关最大寄生热电势的最大值为0.41*V,则测量回路及转换开关寄生电势总影响为0.41*V.按均匀分布,覆盖因子k=,/了,B类分量为u(:H:=:0.23lvX/3它的相对不确定度的标准偏差为20%.则自由度为c=1125.电测设备带来的不确定度评定”电测设备采用的数字多用表.其相对不确定度为lxl04.按均匀分布k=V,B类分量为锌点:u一3.45xlx10-4.99xl0-41,V-75-199x10锌点:(一=一.V3它的相对不确定度的标准偏差为20%.自由度为1f=)5=一2x(20%)2=126.分度时使用的高温炉炉温的不确定度评定”仁在卧式检定炉中对被检热电偶进行分度时.因炉温波动所带来的不确定度u)6,JJG751995要求炉温变化应小于0.1C/min.则在检定过程中估计被检热电偶的热电动势的平均值有0-25的变化.反正弦分布为锌点:a=0.25x9.64=2.4101xVu(16=:1.7041xVV2它的相对不确定度的标准偏差为20%.自由度为1c,6一-2x(20一%)2=l27.输人量(t)由上述因素综合后,得到其不确定度M其值由u(=)l,tt(-)2-.M(=)3,/Z(=u(=)5和(=)6合成得“(“(二)1)+uu(二)2)+(二B)+(u(二H)+u(二)5)+u(u(二硒)自由度:堕堕一锌点:1.831txV;自由度:被=16(三)输入量()的标准不确定度评定所用标准器在检定过程中的不确定度分量依据前误差与不确定度技术篇面分析数据得:1.分度时参考端温度影响不确定度评定,U)l=0.1561xV,(i)1=82.分度时捆扎及炉温不均匀性影响u:热电偶分度时处于一个有温度梯度的温场中.因偶丝的不均匀.捆扎装炉时测量端不能完全保证统一工作面,则在有温差的地方产生附加热电势.标准组热电偶两次分度结果之差不应大21xV.则分度结果中含1V的偏差,服从正态分布,B类分量:a=21xV,k=31M(=:0.3331xV它的相对不确定度的标准偏差为20%.则自由度为1123.测量回路及转换开关寄生电势影响u,“(:)3:0.231V自由度为B=124.电测设备带来的不确定度”锌点:u14=0.1991xV自由度为125.分度时使用的高温炉炉温的不确定度u锌点:M(=1.7041xV自由度为5:12其值由”)J,”(,u(二)3,U(|H和(合成得,/(“(三)1)+”(上(i)2)+(=三)3)+M(三H)+u(M(兰)5)自由度:标:lti4Pi锌点:1.770/xV;自由度:=14五,合成标准不确定度的计算以上各项不确定度均不相关.因此合成标准不确定度为uz.=V”标证2+Ui+上标=2.7621xV六,有效自由度及覆盖因子根据公式,计算出v4o/”i查分度表得(取p:0.95)k=2;锌点:%(40)=2.O0七,扩展不确定度计算根据热电偶分度表:S型热电偶在锌点(419.527),铝点(660.323C),铜点(1084.62C)等3个固定点上的热电动势率为9.64jxV/C,10.401xV/C,l1.801xV/.根据公式U=kxu由此可知.用此方法分度一等标准铂铑一l0铂热电偶在锌点测量结果的扩展不确定度为6.输入量ij=(t)由上述因素综合后,得到其不确定:2.762x2:5.5IxV度u作者单位【黑龙江省计量检定测试院1口,l,),l,l,l,ll,(上接第59页)钧还有用肩挑物之意,钧是平均,的符号来表示重量单位.这些都从周时期是否已有相对的单位呢?目即人挑重物时.两端分量必须相另一个角度说明权衡器中的天平.前只见夏书日”关石禾钧,王府等,才能保持平衡人类在生活中很早就在世界各国被广泛使用了则有”.据史学家们分析研究,认为长时间积累的经验证明.用肩挑运”斤”这个单位也是从实用器这里说的石,钧应该是重量单位.重物是一种有效的方法,久而久之中转化而来的.说文云:”斫木斧而我们认为,夏代未必已有这些与发展成了”天平”.迄今所见我国最也,象形”,写作”“.段玉裁注日:后代完全相对应的石,钧一类的重早的砝码属于春秋时期,而其中大”横者象斧头,直者象柄,其下象所量单位,但是已有度量衡器并置于部分则出土于战国时期的墓葬中.斫木”.”斧”轻重适中.久而久之便王府则是可信的.西周青铜器上常故对此之前夏商周三代衡器状况转借为一个重量的基本单位了见”金一匀”,”金十匀”一类的刻知之甚少甲古文中有”“文,似”两”说文写作”网平分铭,证明西周已用”匀”作重量单位人用肩挑物状而公元前1567前也”.