摘要:本文完整地提供了实验室温度专业中的数字温度仪表示值误差的不确定度评定。并对于数字温度仪表标准不确定度、合成标准不确定度、扩展不确定度的评定以及测量不确定度的报告与表示,给予了明确的论述。
关键词:数字温度仪表 示值误差 校准 不确定度
测量不确定度从词义上理解,意味着对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度,是定量说明测量结果的质量的一个参数。实际上由于测量不完善和人们的认识不足,所得的被测量值具有分散性,即每次测得的结果不是同一值,而是以一定的概率分散在某个区域内的许多个值。虽然客观存在的系统误差是一个不变值,但由于我们不能完全认知或掌握,只能认为它是以某种概率分布存在于某个区域内,而这种概率分布本身也具有分散性。测量不确定度就是说明被测量之值分散性的参数,它不说明测量结果是否接近真值。
为了表征这种分散性,测量不确定度用标准〔偏〕差表示。在实际使用中,往往希望知道测量结果的置信区间,因此,在本定义注1中规定:测量不确定度也可用标准〔偏〕差的倍数或说明了置信水准的区间的半宽度表示。为了区分这两种不同的表示方法,分别称它们为标准不确定度和扩展不确定度。
本文给出的数字温度指示调节仪表示值误差的不确定度评定规范从易于理解、便于操作、利于过渡出发,对校准实验室温度专业各种量程0.5级及以下仪表测量结果的不确定度评定均具有适用性。
1、概述
(1)测量依据:JJG617-1996《数字温度指示调节仪》检定规程,按“输入基准法”进行测量。
(2)测量环境:温度(20±5)℃;相对湿度45%~75%。
(3)测量标准:直流电位差计,型号,准确度等级0.05级。
(4)被测对象:测量范围从-200℃-+1800℃,配以不同类型热电偶的数字温度指示调节仪表。
(5)测量过程:依据JJG617-1996中“输入基准法”进行测量,测量结果以多次正反循环的算术平均值计算示值误差。
2、数学模型:
式中:——仪表的示值误差
——仪表显示值
——标准器电势值对应的温度值
——补偿导线修正值
——测量点的微分电势值
3、输入量的标准不确定度评定
3.1 输入量的标准不确定度的评定
的不确定度来源主要为仪表的测量重复性和分辨力。
3.1.1 测量重复性导致的标准不确定度
在各测量点进行重复循环测量,测量次数可由客户提出要求,一般≥6。
测量结果以算术平均值给出,采用A类方法进行评定。
式中:
3.1.2 仪表分辨力导致的标准不确定度
采用B类方法进行评定,由仪表的分辨力b 导致的示值误差区间半宽为,按均匀分布考虑,包含因子。
分辨力为0.1℃的仪表:
分辨力为1℃的仪表:
3.1.3 输入量的标准不确定度计算
由于和彼此相互独立,因此
3.2 输入量的标准不确定度的评定
来源于直流电位差计的输出误差,因环境温度引入的不确定度可以忽略不计。
用直流电位差计作为标准器时,标准不确定度可以采用B类方法进行评定,按均匀分布考虑,包含因子
式中:——为直流电位差计的基本误差
*为测量点的温度所对应的标称电势值。
*为直流电位差计的基准值。
——为被测仪表在测量点的微分电势值。
3.3 输入量的标准不确定度的评定
输入量的不确定度的主要来源为补偿导线修正值和冰瓶导致的不确定度。
3.3.1 补偿导线导致的标准不确定度
用B类方法进行评定,按均匀分布考虑。
3.3.2 冰瓶导致的标准不确定度
用B类方法进行评定,按均匀分布考虑。
3.3.3 输入量的标准不确定度的计算
由于和彼此相互独立,因此
4、合成标准不确定度的评定
4.1 灵敏系数
数学模型:
灵敏系数:
4.2 合成标准不确定度的计算
输入量、及相互之间彼此独立,所以合成标准不确定度为
5、扩展不确定度的评定
取,扩展不确定度 值最多取两位有效数字。
6、测量不确定度的报告与表示
给出测量结果的同时给出和。
参考文献
[1]李慎安,施昌彦,刘风.JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》国家质量技术监督局发布.
[2]上海市计量测试技术研究院.《常用测量不确定度评定方法及应用实例》.中国计量出版社发布.