熱電動勢和溫度示值偏差測量不確定度評定示例

熱電動勢和溫度示值偏差測量不確定度評定示例1校準(zhǔn)方法：采用比較法中的雙極法，在管式爐中放置金屬均溫塊，將一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10鉑熱電偶（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)熱電偶）套上保護(hù)管，與套上絕緣瓷珠的被校熱電偶用細(xì)鎳鉻絲捆扎成一束，然后，將熱電偶束插入管式爐內(nèi)的均溫塊至底部進(jìn)行比較，測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被校熱電偶的熱電動勢。測量模型被校熱電偶在校準(zhǔn)點溫度上（參考端為0.0°C時）的測量模型：e被（t）=e#+ _三標(biāo).S被+e補(bǔ)被被S被補(bǔ)標(biāo)式中：°被（t） 被校熱電偶在某校準(zhǔn)溫度點的熱電動勢，mV；e被 ――被校熱電偶在某校準(zhǔn)點附近，測得的熱電動勢算術(shù)平均值，mV；e標(biāo)證 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書上某校準(zhǔn)點的熱電動勢值，mV；e標(biāo) 一一標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在某校準(zhǔn)點附近，測得的熱電動勢算術(shù)平均值，mV；S標(biāo)、S被――分別為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、被校熱電偶在某校準(zhǔn)溫度點的微分熱電動勢,，V/C；勺卜 ——補(bǔ)償導(dǎo)線修正值，mV.不確定度傳播公式測量模型中各個輸入量的不確定度相互獨立，根據(jù)不確定度傳播律：u2=[cu(e)l+[cu(e)l+[cu(e)1+[cu(e)1TOC\o"1-5"\h\zc 1被 2標(biāo)證 3標(biāo) 4補(bǔ)其中，靈敏系數(shù)：de(t)\o"CurrentDocument"c=被=11 de被c=叫⑴=S-被=4.41\o"CurrentDocument"2de S標(biāo)證dede(t)c= 被—3 de標(biāo)S被=-4.41S標(biāo)de(t)c=被=14de補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定被校熱電偶輸入量e引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e),其來源有被校熱電偶的重復(fù)性測被被量、電測儀器測量誤差、爐內(nèi)金屬均溫塊徑向溫場的不均勻性、爐溫波動、轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸電勢、參考端溫度不等于0°C、補(bǔ)償導(dǎo)線。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶引入的不確定度，其來源有整百攝氏度點烏標(biāo)和輸入行重復(fù)測量等。1.3.1被校熱電偶重復(fù)測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度片用一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對被校熱電偶(以熱電偶K型在校準(zhǔn)溫度點600C)進(jìn)行測量，測得5組每組10個重復(fù)性測量數(shù)據(jù)，用A類方法進(jìn)行評定，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s為:p1ss實際測量以4次測量值的平均值作為測量結(jié)果，故U]=sp1/J4二0.63(側(cè))。1.3.2電測儀器測量被校熱電偶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2，用B類方法進(jìn)行評定電測儀器測量被校熱電偶使用的數(shù)字表為KEITHLEY2000，其測量值的誤差按一年內(nèi)的準(zhǔn)確度土(37X10-6讀數(shù)+9X10-6量程)計算，對應(yīng)校準(zhǔn)點讀數(shù)取16.5mV，量程100mV，誤差±1.5WV。按均勻分布考慮，包含因子k=、込，半寬為1.51AV。測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u2=1.51/<3=0.87(yv)1.3.3金屬均溫塊徑向溫場不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3，用B類方法進(jìn)行評定校準(zhǔn)時，由于爐內(nèi)放置的金屬均溫塊徑向溫場不均勻，經(jīng)測試最大差值為0.20C，換算成熱電動勢值為8.45yV。按均勻分布考慮，包含因子k二，取半寬為4.22AV。則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u3=4.223=2.44(yV)1.3.4爐溫波動引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4，用B類方法進(jìn)行評定測量時，由于標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測得溫場實際變化不超過1.0側(cè)，以微分電動勢9.567AV/C計算(相當(dāng)于0.10C),再以微分電動勢42.24AV/C計算，帶來的誤差為4.22yV。按均勻分布考慮，包含因子k=運(yùn)，取半寬為2.11yv，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u4=2.11/\/3=1.22(yv)1.3.5轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5，用B類方法進(jìn)行評定轉(zhuǎn)換開關(guān)各路之間最大寄生電勢之差不大于0.5M,按均勻分布考慮，包含因子k=、打,取半寬為0.5M，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u5=0.5/\：3—0.29(yv)1.3.6參考端溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6，用申類方法進(jìn)行評定經(jīng)測量參考端不為0°C,誤差為0.05°C，以微分電動勢39.45yV/°C計算，換算成熱電動勢值為1.97yV，按均勻分布考慮，包含因子k=爲(wèi)，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u6—1.97^3—1.14(yv)由于輸入量u1、u2、u3、u4、u5、u6彼此之間相互獨立，貝y：(KJ二5+u22+U32+U42+U52+u62=3?16(yV)1.3.7標(biāo)準(zhǔn)熱電偶整百攝氏度e標(biāo)證引入的標(biāo)準(zhǔn)，用B類方法進(jìn)行評定標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在600C校準(zhǔn)溫度點標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)為：標(biāo)證U(e)—3.63(yV)標(biāo)證1.3.8標(biāo)準(zhǔn)熱電偶輸入量e標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用A類方法進(jìn)行評定輸入量e標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)，一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測得5組每組10個重復(fù)性測量數(shù)據(jù),標(biāo)用A類方法進(jìn)行評定，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差sp2為:=0.80(yv)=0.80(yv)s實際測量以4次測量值的平均值作為測量結(jié)果，故u(e標(biāo)—Sp2v込—0.40(yv)。1.3.9補(bǔ)償導(dǎo)線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)，用B類方法進(jìn)行評定補(bǔ)經(jīng)測量，K型補(bǔ)償導(dǎo)線在30C時，誤差土0.2°C(±8.45yv)，按均勻分布考慮，包含因子k-^3，取半寬為8.45yv，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(e補(bǔ)—8.45/畧3—4.88(yv)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

熱電偶(K型)在600°C標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號不確定度來源類別標(biāo)準(zhǔn)不確定度/rv靈敏系數(shù)ci1u(e被)輸入量e被帶來的不確定度3.1611.1u1重復(fù)測量A0.6312U2電測儀器 10B0.871.3U3徑向溫場不均勻B2.441.4U4爐溫波動B1.221.5U5轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢B0.291.6U6參考端不等于0CB1.142u(e標(biāo)證)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶e標(biāo)證帶來的不確定度B3.634.413u(e標(biāo))標(biāo)輸入量e標(biāo)重復(fù)測量A0.40-4.414u?)補(bǔ)償導(dǎo)線B4.81合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算輸入量u(e)、u(e)、u(e)和u(e)之間相互獨立，則合成標(biāo)準(zhǔn)不