二等标准铂铑10-铂热电偶标准装置不确定度评定

1010二标铂10-铂电标装不定评1、工作原理：用二等标准铂铑—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检定规程步骤用双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：

6

——管式检定炉

——被检热电偶和标准热电偶

——低电势扫描仪——数字多用表——打印机

——计算机（数据处理及PID控）——控温仪

t3t3被3被3ue1、输量的输入量的

ee

(被(被

t

)的标准不确定度u()的标准不确定度(e

)的评定被)的不确定来源于被测热电偶测不重复性多表测量误被差、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误差引起的标准不确定度ue

)，采用A类法评定。被将一支Ⅱ级镍铬—镍硅热电偶用一支二等标准铂铑—铂热电偶作标准对它在600℃时连续测量10次，测得数据为：、24.9055、24.9067、24.9079、24.9088、24.9085、24.9068、24.9060mV、24.9052、mV。则24.9063mVs≈1.7μV以实际测量次数4次算，则该结果标准不确定度为u(

)=被1

1.74

≈0.85μV标准不确定度u(e被)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

)，采用类方评定。被2合格期内的数字多用表，示值误差一般为在区间内可认为均匀分布，覆盖因子K=以百度计算结果如表：被2测量温度℃最大示值mV)

30012.5

40016.5

50021.0

60025.0

70029.5

80033.5

90037.5

100041.5

110045.5示值误差μV

±2.0±2.2±2.5±2.7±2.9±3.1±±±半宽度μV)u(e)(μV)

2.01.2

2.21.3

2.51.4

2.71.5

2.91.7

3.11.8

3.31.9

3.52.0

3.72.1估计

e被(e)被

)

为，自由度=50被21.3、由检定炉温场不均匀引起的标准不确定度u(e

)，采用B类法评定。被3度

a

由检定炉温场不均匀引起的最大误差不超过20μV在区间内认为均匀分布，覆盖因子K3，宽为10V则不确定度为u(

)=被3

103

≈5.77μV,计

()被3(e)被3

为，自由度=501.4、由热电偶参考端不为0℃起的标准不确定度ue

被4

)，采用B类方评定。由经验和实验可得：热电偶参考端不为0带来误差不超过8.0μV当±℃区内认为均匀分布，覆盖因子K=，宽度被4

a

被4

为8.0μV则确定度为(

)=被4

8.03

≈4.62μV，估计

被5被52222244被5被52222244uuu标11标12标13E标2e)被4(e)被4

为0.10，自由度=50被41.5、由测量回路寄生点势引起的标准不确定度u(

)，用类方评定。被5度

a

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=为1V则不确定度为

，半宽u

(

e

被5

)=

13

≈0.58μ，估计

e被5(e被5

)

为0.20，自由度=121.6、输入量的e(被

)的标准不确定度u()的成被输入量的e(被

t

)的标准不确定度(e由分项u(e被

被

)~

u(

)合成则标准不确定度为被5u(e)=被

u

被1

)(e

被2

)(

被

)(e

被4

)(e

被

)自由度

被

=

u(e)被[u(e)/被i

被i

]以整百度计算则标准不确定度()和自由度被

e被

如下测量温度℃u(e被μV

3007.6

4007.6

5007.6

6007.6

7007.6

8007.7

9007.7

10007.7

11007.8

被

62

61

63

65

64

66

65

67

692、输入量E(t)的不确定度u(E的评定标标输入量(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类法进行评定。标2.1、标准不确定度u(E)评定标1标准不确定度u(E)为分度时等标准铂铑—铂热电偶分度结果不确定度，采用B类法评定，由标1二等标准铂铑—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2μ、2.4μVμV，则在铜点点点的(E)、(E)(E)别为2.6VμV和2.4V自由度

，

12

，

E

分别为107，131，144。2.2、标准不确定度u(E)评定标2标准不确定度u(E)由二等标铂铑—热电偶不稳定性引起，采用B类方法评定。合格期的二标2等标准偶，热电动势一般不超过10μ，则在区间内可认为服从正态分布K=3半宽度

a

E标

为

标22标2标标标22标2标标标110，则不确定度u(E)=

≈3.33V估计

()标uE)标

为0.10，自由度

标2

=502.3、标准不确定度u(E)的评标标准不确定度u(E)由标准热偶结果不确定度与其不稳定性引起。故由(E)与标1

u

(E

标

)合成。则u(E)=

1

)(E

标2

)，经计算在铜点、铝点、锌u(E)分为μV4.1μV4.1μV。自由度为

标

=

[u

u4(E)4(E)/

Ei

]

经计算铜点、铝点、锌点自由度分别为107104，。经计算在(300~1100)℃各温度点标准不确度和自由度如下：测量温度℃u(E)V

3008.2

4004.6

5003.1

6003.6

7004.4

8004.1

9004.5

10003.6

11004.5

160

108

203

115

106

123

175

204

1103.输入量(t确定度ue的评定输入量的e(确定度(e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标标误差、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误差引起的标准不确定度ue

)，采用A类法评定。标以一支标准铂铑—热电偶为标准对一支Ⅱ级镍铬—镍硅热电偶的热电动势进行重复1次测得标准热电偶热电动势值分别为5.2372、5.2373mV5.2375mV、、、5.2395、5.2386mV、、mV、5.2370mV则x5.2379mVs≈0.82μV。

，以实际测量次数4次计算，则该果标准不确定度u(

)=标1

0.824

≈0.41μ。标准不确定度u(e)自由=54标13.2、数字多用表测量误差引起标准不确定度(e

)，采用B类方评定。标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，覆盖子K=标2

则标准不确定度

u(

)结果如下表：标2测量温度℃最大示值mV)示值误差μV半宽度μV)

3002.4±1.51.5

4003.4±1.61.6

5004.4±1.61.6

6005.4±1.71.7

7006.4±1.71.7

8007.5±1.81.8

9008.6±1.81.8

10009.7±1.91.9

110010.9±1.91.9u(

e

标2

)(μV)

0.9

0.9

0.9

1.0

1.0

1.0

1.1

1.1

1.1

e标3ae标3e标3ae标3ue标222244估计

e)标(e)标

为0.20自度=12e23.3、由测量回路寄生电势引起标准不确定度u(e，采用类方评定。3宽度

由经验可得：测量回路寄生电动势带来的误差不超过μV在区间内认为均匀分布，K=为1V则不确定度为

3

，半u(

)=标3

13

≈0.58μV估计

e标(e)标3

)

为0.20自度=12e3.4、由标准热电偶参考端温度均引起的标准不确定度ue

标4

)，用B类法评定。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±0.40μV，区间内认为均匀分布，覆盖因子K

=，半宽度e标4

a

e标4

为V则确定度为(

标4

)=

0.403

(e)≈V。估计标为(e)标0.10自由=50标3.5、输入量的e(标输入量的e标

定度u(e)的合成(t定度u(e)由分项(e标

)~标

u(

标4

)合成，则标准不确定度为u()=标

u(

1

)(

标2

)(e

标3

)(e

标4

)自由度为

e标

=

u(eu(e标

)标)/

标i

]3、合标准不确定度的确定4.1、数学模型e(t)=e(t被被

E(t)(t标S(t)

S(t)灵敏系数

c=1,c12

s(t)，=-ss被标3被标4.2、合成标准不确定度及自由的计算各输入量近似独立各不相干则合成不确定度为：u

2c

=[cu(e1被

2+[cu(E22标

+[cu(e3标

2

自由度为

eff

=

ccu/]ii以整百度为例，经计算结果如下表：合标不定测量温度℃300

400

500

600

700

800

900

1000

1100U

μV℃

39.00.9

22.60.5

16.00.4

17.80.4

19.80.5

17.80.4

18.00.5

15.10.4

16.80.4

225

145

110

124

141

153

149

138

156经计算合成标准不确定度u=15.1~39.0V(0.4~0.9)℃4.3、扩展不确定度确定为方便用取，对最后结果不会有太大影响(t)=t(100)