热电偶补偿导线修正值的不确定度评定

   2023-11-15 互联网1790
核心提示:  1、概述  (1)测量依据:JJG351- 1996《工作用廉金属热电偶检定规程》。  (2)测量标准:一等标准水银温度计,温度范围(0~

  1、概述

  (1)测量依据:JJG351- 1996《工作用廉金属热电偶检定规程》。

  (2)测量标准:一等标准水银温度计,温度范围(0~100)℃,U99≤mK,k=2.58。

  (3)被测对象:补偿导线,分度号 K、S。

  (4)测量方法:用比较法将一等标准水银温度计和被检补偿导线同置于恒温槽中,待示值稳定后,读数从标准开始读至被检,然后再从被检读至标准,从而实现一个循环,往返共读六次即三个循环。在第二个循环,将一等标准水银温度计旋转180°,分别得出一等标准水银温度计和补偿导线的读数平均值,然后通过公式计算得出示值的修正值,以 t=20℃为例进行分析。

  2、数学模型

  式中:

  e(t)———补偿导线的修正值,单位为 mV;

  uA(t)———冷端温度为 0℃的分度表值,单位为 mV;

  u(t)———补偿导线实测热电势值,单位为 mV。

  3、灵敏系数

  4、标准不确定度评定

  (1)输入量uA(t)的标准不确定度评定u(uAt)

  uA(t)为冷端温度 0℃的分度表值,可忽略不计。

  (2)输入量u(t)的标准不确定度评定

  ●一等标准温度计示值重复性引入的标准不确定度u(t1),用A 类标准不确定度评定。

  将一等标准水银温度计以全浸方式放入恒定的恒温槽中,待示值稳定后,进行10 次重复测量,结果如下:(单位℃)20.100,20.100,20.100,20.100,20.100,20.100,20.105,20.105,20.105,20.105。

  ●一等标准水银温度计读数分辨力(估读)引入的标准不确定度 u(t2),用 B 类标准不确定度评定。

  由于一等标准水银温度计需要正反两次读数,读数误差为1/20 分度值,则不确定度区间半宽为 1/40分度值,按均匀分布处理。

  ●一等标准水银温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度u(t3),用 B 类标准不确定度评定。

  一等标准水银温度计在读数误差范围为±0.005℃,按反正弦分布处理。

  ●由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度,用B类标准不确定度评定。

  标准温度计和被检的补偿导线的感温部分的最大温差为0.015℃,则不确定度区间半宽为 0.0075℃,按均匀分布处理。

  ●恒温槽温度波动度引入的标准不确定度 u(t5),用B 类标准不确定度评定。

  恒温槽温度波动度为±0.01℃/10min,则不确定度区间半宽为0.01℃,按均匀分布处理。

  ●补偿导线重复性引入的标准不确定度 u (t6),用A 类标准不确定度评定。

  将补偿导线放入恒定恒温槽中,待示值稳定后,进行 10 次重复测量,换算成温度结果如下(单位℃):分度号 K:19.07,19.07,19.06,19.06,19.07,19.07,19.06,19.05,19.06,19.07分度号 S:19.81,19.83,19.82,19.81,19.82,19.83,19.82,19.83,19.81,19.83

  ●由一等标准水银温度计修正值引入的标准不确定度 u(t7),用 B 类标准不确定度评定。

  一等标准水银温度计分度修正值测量结果的扩展不确定度为:

  ●由水三相点修正不准引入的标准不确定度 u(t8),用 B 类标准不确定度评定。

  中国计量科学研究院提供水三相点瓶的扩展不确定度为 0.3mK,按均匀分布。

  ●由冰瓶引入的标准不确定度 u(t9)。

  冰瓶的最大允许误差为±0.08℃,按均匀分布,包含因子:

  ●由数字表示值误差引入的标准不确定度u(t10)。

  使用的是数字表,100mV档,则:

  ●合成标准不确定度计算。

  因为以上各项标准不确定度分量是互不相关的,所以其合成标准不确定度为:

  5、合成标准不确定度

  (1)标准不确定度汇总表

  (2)合成标准不确定度计算

  因为以上各项标准不确定度分量是互不相关的,所以其合成标准不确定度为:

  6、扩展不确定度计算

  分度号K:U== 2×0.018=0.036℃(相当于 1.452uV),k=2。

  分度号S:U= =2×0.090℃(相当于1.059uV),k=2。

  (作者:李 颖 大连市计量检定测试所)


 
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