热工仪表(工业用电偶)自动测量系统测量结果不确定度评定.docVIP

工业用热电偶自动测量系统测量结果不确定度评定 数学模型 根据规程，工业用Ⅱ级被检偶在分度点的热电动势误差为： (1) －—被检偶在某检定点附近温度下测得的热电动势算术平均值,mV； ——标准热电偶证书上某检定点温度的热电动势值，mV； ——标准热电偶在某检定点附近温度下测得的热电动势算术平均值，mV； ——被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值； 、——分别表示标准、被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势。 上式可写为 （2） 式（2）为本分析的数学模型 2. 合成方差与灵敏系数 对式（2）全微分得 合成可得： （3） 灵敏系数： 被检与标准的微分电动势换算系数在分析中均已引入。 3．计算标准不确定度分量 3.1 a)炉温为t时被检测得热电势的不确定度来源 被校偶热电势，由电测仪器测量时所带入的不确定度分量，系统采用的是KEITHLEY2010数字多用表，它的测量值误差为：±（37×10-6读数+9×10-6量程），按对应检定点，读数取（12.209mV～41.276 mV)量程100mV，测量误差服从均匀分布，包含因子，不确定度度为： 为B类分量，自由度 各点如下： 测量温度 （℃） 300 400 500 600 800 1000 对应读数 （mV） 12.209 16.397 20.644 24.905 33.275 41.276 示值误差 （μV） ±1.35 ±1.51 ±1.66 ±1.82 ±2.13 ±2.42 （μV） 0.78 0.86 0.96 1.05 1.23 1.40 b)炉温波动的影响 电偶检定规程规定检定时炉温变化应小于0.1℃/min。全部检定完毕估计每支测量值含0.2℃的炉温变化影响（为半区间）。按各点的电势变化率计得电势值按反正弦计入,则 估计的可靠度为50%,即 ,为B类分量。 测量温度 （℃） 300 400 500 600 800 1000 电势变化率 41.45 42.24 42.63 42.51 41.00 38.98 （μV） 5.86 5.97 6.03 6.01 5.80 5.51 c)参考端温度带入的标准不确定度分量 测量时采用0℃参考端，用冰水混合物作冷端恒温。因偶丝的导热使冷端冰点温度发生偏差。按经验其偏差值不大于0.2℃即8μV,按均匀分布以半区间计入，则 可靠度为50％，即，为B类分量。 d)转换开关触点寄生热电势带入被测数据的分量 每个触点热电势不大于0.5μV ，以半区间计入，均匀分布，则 估计的可靠度为30%,即,为B类分量。 3.2 项分量为标准器证书给出值的检定结果不确定度。 此项分量为标准器检定结果不确定度。根据检定系统表，二等标准偶不确定度为1℃（p=99%）正态分布，包含因子2.58。 故 属B类标准不确定度分量，自由度 测量温度 （℃） 300 400 500 600 800 1000 电势变化率 41.45 42.24 42.63 42.51 41.00 38.98 （μV） 16.07 16.37 16.52 16.48 15.89 15.11 3.3 ，该项分量包括有： a)电测仪表在测量标准器时影响，测量值误差：±（37×10-6读数+9×10-6量程），按对应检定点，读数取（2.323mV～9.587 mV)量程100mV，测量误差服从均匀分布，包含因子，不确定度度为： 为B类分量，自由度 各点如下： 测量温度 （℃） 300 400 500 600 800 1000 对应读数 （mV） 2.323 3.259 4.233 5.239 7.345 9.587 示值误差 （μV） ±0.98 ±1.02 ±1.06 ±1.09 ±1.17 ±1.26 （μV） 0.57 0.59 0.61 0.63 0.68 0.72 b)炉温温场波动引起的不确定度。 电偶检定规程规定检定时炉温变化应小于0.1℃/min。检定完毕同样对标准偶亦有0.2℃的炉温变化影响（为半区间）。按各点的电势变化率计得电势值按反正弦计入,则 估计的可靠度为50%,即 ,为B类分量。 测量温度 （℃） 300 400 500 600 800 1000 电势变化率 9.13 9.57 9.90 10.21 10.87 11.54 （μV） 1.29 1.35 1.40 1.44 1.54 1.63 c) 参考端对标准器的影响，