二等标准铂铑10-铂热电偶标准装置不确定度评定.doc

二等标准铂铑10-铂热电偶标准装置不确定度评定1、工作原理：用二等标准铂铑10铂热电偶和被检热电偶热端对齐扎紧，一起放入检定炉工作区中，冷端一起放入冰点瓶恒温，由热电偶自动检定装置采用计算机控制系统自动完成对管式检定炉的控温。按检定规程步骤用双级法分别测量标准热电偶和被检热电偶的热电势进行直接比较而进行检定和分度、及对检定结果数据处理等全部检定工作。2、组成：1234657 1管式检定炉 2被检热电偶和标准热电偶 3低电势扫描仪4数字多用表 5计算机（数据处理及PID控制）6打印机 7控温仪 1、 输入量的e被()的标准不确定度u(e被)的评定 输入量的e被()的标准不确定度u(e被)的不确定来源于被测热电偶测量不重复性、数字多用表测量误差、检定炉温场不均匀、热电偶参考端不均匀、测量回路寄生点势。1.1、由被测热电偶测量不重复性误差引起的标准不确定度u(e被1)，采用A类方法评定。将一支级镍铬镍硅热电偶用一支二等标准铂铑10铂热电偶作标准对它在600时连续测量10次，测得数据为：24.9048 mV、24.9055 mV、24.9067 mV、24.9079 mV、24.9088 mV、24.9085 mV、24.9068 mV、24.9060 mV、24.9052 mV、24.9036 mV。则s11.7V 以实际测量次数4次计算，则该结果标准不确定度为u(e被1)= 0.85V标准不确定度u(e被1)自由度=541.2、 由数字多用表测量误差引起的标准不确定度u(e被2)，采用B类方法评定。合格期内的数字多用表，示值误差一般为(0.005%RD+10)，在区间内可认为均匀分布，覆盖因子K被2 =以整百度计算结果如下表：测量温度30040050060070080090010001100最大示值(mV)12.516.521.025.029.533.537.541.545.5示值误差(V2.02.22.52.72.93.13.33.53.7半宽度(V)2.02.22.52.72.93.13.33.53.7u(e被2)( V)1.21.31.41.51.71.81.92.02.1估计为0.10，则自由度=501.3、 由检定炉温场不均匀引起的标准不确定度u(e被3)，采用B类方法评定。由检定炉温场不均匀引起的最大误差不超过20V，在区间内认为均匀分布，覆盖因子K被3=，半宽度a被3为10V则不确定度为u(e被3)=5.77V,估计为0.10，则自由度=501.4、由热电偶参考端不为0引起的标准不确定度u(e被4)，采用B类方法评定。由经验和实验可得：热电偶参考端不为0带来误差不超过8.0V，（相当于0.2）。在区间内认为均匀分布，覆盖因子 K被4=，半宽度a被4为8.0V则不确定度为u(e被4)=4.62V，估计为0.10，则自由度=501.5、 由测量回路寄生点势引起的标准不确定度，u(e被5)，采用B类方法评定。由经验可得：测量回路寄生电动势带来的误差不超过1V，在区间内认为均匀分布，K被5=，半宽度a被5为1V则不确定度为u(e被5)= 0.58V，估计为0.20，则自由度=121.6、 输入量的e被()的标准不确定度u(e被)的合成 输入量的e被()的标准不确定度u(e被)由分项u(e被1) u(e被5)合成则标准不确定度为 u(e被)=自由度 =以整百度计算则标准不确定度u(e被)和自由度如下测量温度30040050060070080090010001100u(e被) V7.67.67.67.67.67.77.77.77.86261636564666567692、输入量E标(t)的不确定度u(E标)的评定输入量E标(t)的不确定度来源于二等标准热电偶的不确定性和不稳定情况，采用B类方法进行评定。2.1、标准不确定度u(E标1)的评定标准不确定度u(E标1)为分度时二等标准铂铑10铂热电偶分度结果不确定度，采用B类方法评定，由二等标准铂铑10铂热电偶测量结果不确定度分析报告可知其在铜点、铝点、锌点标准不确定度分别为2.6V、2.4V和2.4V，则在铜点、铝点、锌点的u(E标11) 、u(E标12) 、 u(E标13)分别为2.6V、2.4V和2.4V。其自由度，分别为107，131，144。2.2、标准不确定度u(E标2)的评定标准不确定度u(E标2)由二等标准铂铑10铂热电偶不稳定性引起，采用B类方法评定。合格期内的二等标准偶，热电动势一般不超过10V，则在区间内可认为服从正态分布，KE标2=3，半宽度 a E标2为10V，则不确定度u(E标2)= 3.33V，估计为0.10，则自由度=502.3、标准不确定度u(E标)的评定标准不确定度u(E标)由标准热电偶结果不确定度与其不稳定性引起。故由u(E标1)与 u(E标2)合成。则u(E标)=，经计算在铜点、铝点、锌点u(E标)分别为4.2V、4.1V、4.1V。自由度为=经计算铜点、铝点、锌点自由度分别为107，104，105。经计算在(3001100)各温度点标准不确定度和自由度如下：测量温度30040050060070080090010001100u(E标) V8.24.63.13.64.44.14.53.64.51601082031151061231752041103.输入量e标()的标准不确定度u(e标)的评定输入量的e标()的标准不确定度u(e标)的不确定来源于标准热电偶测量不重复性、数字电压表测量误差、热电偶参考端不均匀、测量回路寄生点势。3.1、由标准热电偶测量不重复性误差引起的标准不确定度u(e标1)，采用A类方法评定。以一支标准铂铑10铂热电偶为标准对一支级镍铬镍硅热电偶的热电动势进行重复10次测量，测得标准热电偶热电动势值分别为：5.2372 mV、5.2373 mV、5.2375 mV、5.2378 mV、5.2389 mV、5.2395 mV、5.2386 mV、5.2380 mV、5.2375 mV、5.2370 mV。则，s10.82V。以实际测量次数4次计算，则该结果标准不确定度u(e标1)= 0.41V。标准不确定度u(e标1)自由度=543.2、数字多用表测量误差引起的标准不确定度u(e标2)，采用B类方法评定。合格期内的数字多用表，示值误差一般为(0.005%RD+10字)，在区间内可认为均匀分布，覆盖因子K标2=则标准不确定度 u(e标2)结果如下表：测量温度30040050060070080090010001100最大示值(mV)2.43.44.45.46.47.58.69.710.9示值误差(V1.51.61.61.71.71.81.81.91.9半宽度(V)1.51.61.61.71.71.81.81.91.9u(e标2)( V)0.90.90.91.01.01.01.11.11.1估计为0.20自由度=123.3、由测量回路寄生电势引起的标准不确定度u(e标3)，采用B类方法评定。由经验可得：测量回路寄生电动势带来的误差不超过1V，在区间内认为均匀分布，Ke标3=，半宽度ae标3为1V则不确定度为u(e标3)= 0.58V估计为0.20自由度=123.4、由标准热电偶参考端温度不均引起的标准不确定度u(e标4) ，采用B类方法评定。由经验和实验可得：热电偶参考端不为0带来的误差不超过 0.40V，在区间内认为均匀分布，覆盖因子Ke标4=，半宽度 ae标4为0.40V则不确定度为u(e标4)=0.23V。估计为0.10自由度=503.5、 输入量的e标()的标准不确定度u(e标)的合成 输入量的e标()的标准不确定度u(e标)由分项u(e标1) u(e标4)合成，则标准不确定度为u(e标)= 自由度为 =3、 合成标准不确定度的确定4.1、数学模型e被(t)= e被()+灵敏系数c1=1,c2=s被(t)/ s标(t)，c3=-s被(t)/ s标(t)4.2、合成标准不确定度及自由度的计算各输入量近似独立各不相干则合成不确定度为：uc2= c1u(e被)2+ c2u(E标)2+ c3u(e标)2自由度为 =以整百度为例，经计算结果如下表： 合成标准不确定度测量温度30040050060070080090010001100Uc V39.022.616.017.819.817.818.015.116.80.90.50.40.40.50.40.50.40.4225145110124141153149138156经计算合成标准不确定度uc=15.139.0V (0.40.9) 4.3、扩展不确定度确定为方便使用取100，对最后结果不会有太大影响。U95(t)=t95(100)uc(t), 以整百度为例，