数字温度指示调节仪(配热电偶)示值误差测量不确定度的评定

数字温度指示调节仪(配热电偶)示值误差测量不确定度的评定 数字温度指示调节仪(配热电偶)示值误差测量不确定度的 评定 摘要:文章对检定“数字温度指示调节仪”示值误差测量结果不确定度进行了详细的分析和评定，评定的方法符合jjf1059-1999和jjf1033-2008技术规范的要求。 关键词:数字温度 指示调 节仪 示值 误差 测量 不确定度 一、概述 1、测量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和设备 依据jjg617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》，在规定的测量条件下，使用准确度等级为0.02级的温度二次仪表检定装置，其配套设备有直流电阻箱、兆欧表、秒表等，对数字温度指示调节仪进行检定。 2、测量原理和方法 (1)测量原理: 1.1有热电偶参考端温度自动补偿的仪表，检定时所用的标准器和接线如图1所示 (图1) 1.2不具有热电偶参考端温度自动补偿的仪表，检定时所用的标准器和接线如图2所示 (图2) (2)测量方法:检定配热电偶的数字温度指示调节仪(以下简称仪 表)，根据jjg617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》，按其中“输入基准法”进行测量;本文以分辨力为0.1?,规格为t,精度等级为0.5级,测量范围为(0,400)?的仪表和分辨力为1?的仪表,精度等级0.5级,规格为k、测量范围(0,1100)?的仪表进行评定,选用0.02级, 多功能温度校准仪作为标准器,检定环境温度为(20?5?);相对温度45%,75%rh。即把多功能温度校准仪按规程的要求如上图连接放置，检定数字温度指示调节仪，直接从多功能温度校准仪上读出被检数字温度指示调节仪的温度显示值,一般以三次测量的平均值为检定结果。 3、评定结果的使用:符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本测量不确定度评度方法。 二、数学模型 ?t=td-ts -(e/ki) 式中:?t—仪表的示值误差; td—仪表的显示值; ts—标准器mv值对应的温度值; e—补偿导线修正值; ki—热电偶特性曲线各温度测量点的斜率，可视为常数。 三、各标准不确定度分量的计算 (一)测量环境:温度(20?5)?;相对温度45%,75%rh。 测量标准:用mc2多功能校准仪作为测量标准。它的最大允许误 差为?0.22?。 (二)输入量的标准不确定度评定 1、输入量td的标准不确定度u(td)的评定 输入量td的不确定度来源主要有两部分:测量重复性和仪表的分辨力。 1.1测量重复性导致的标准不确定度u(td1) u(td1)可以用“示值基准法”在同一个转换点上通过连续测量得到的测量列，采用a类方法进行评定,不同分辨力的仪表具有不同的测量重复性。 a)分辨力为0.1?的仪表 在100?同一个转换点上进行连续10次测量，得到测量列100.0，100.0，100.0，100.0，100.0，100.1，100.1，100.1，100.0，100.0?， 平均值为 100.03? 单次实验标准偏差为s= =0.011? 任选3台同类型仪表分别在量程的10%，50%，90%附近进行重复性条件下的连续10次测量，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算，单次实验标准偏差如表1-1。 表1-19组实验标准偏差计算结果 测量点 10%fs 50%fs 90%fs sj(?) 0.009 0.010 0.011 0.011 0.010 0.011 0.012 0.012 0.011 合并样本标准偏差sp= =0.011? 由于σ(s)?sp/4，因此可以用sp代替所有同类仪表的实验标准偏差。 实际测量情况是在重复性条件下连续测量4次，以4次测量的平均值作为测量结果，则可以得到 u(td1)= sp / =0.006? 自由度v1= =9×(10-1)=81 b)分辨力为1?的仪表 按上述同样方法进行实验，得出的结果为合成样本标准偏差sp = 0.046?，由于σ(s)?sp/4，因此可以用sp代替所有同类仪表的实验标准偏差。 实际测量时u(td1)= sp / =0.023?;自由度v1=81。 1.2仪表分辨力导致的标准不确定度u(td2) u(td2)可以采用b类方法进行评定。由仪表分辨力b导致的示值误差区间半宽为a=b/2; 包含因子k= 。可靠性90%，自由度为50。因此， a)分辨力为0.1?的仪表:u(td2)=0.05/k=0.029?;v=57 b)分辨力为1?的仪表:u(td2)=0.05/k=0.29?;v=50 2、输入量ts的标淮不确定度u(ts)的评定 输入量ts的不确定度主要来源于mc2多功能校准仪的标准器不确定度。因环境温度引入的不确定度可以忽略不计。 2.1用mc2多功能校验仪作为标准器时标准不确定度u(ts)可采用b类方法进行评定。 根据mc2多功能校验仪输出信号的大小和热电偶类型，查mc2多功能校验仪说明书的?。按均匀分布考虑，u(ts)= / 。结果见表1-2。检定结果的可靠性为95%，自由度按保守估计均取100。 表1-2用多功能校准仪作为标准器时的u(ts) rtd类型 测量(输出)信号范围t(?) 最大允许示值误差?(?) u(ts)(?) t 0?t,100 100?t,200 200?t,300 300?t?400 0.14 0.13 0.12 0.13 0.08 0.07 0.07 0.07 k 0?t,300 300?t,600 600?t,900 900?t?1300 0.11 0.12 0.14 0.15 0.06 0.07 0.08 0.09 2.2 由于mc2多功能校验仪采用环境温度修正法,所以补偿导线u(e1) 和环境温度补偿u(e2)可忽略 3、合成标准不确定度的评定 3.1标准不确定度汇总表 输入量的标准不确定度汇总于表1-3。 表1-3标准不确定度汇总表 标准不确定度 分量u(xi) 不定度来源 标准不确定度(?) ci u(xi) (ci) vi u(td) 1 0.030(b=0.1) 0.29(b=1) 57 50 u(td1) 测量重复性 0.006(b=0.1) 0.023 (b=1) u(td2) 仪表分辨力 0.029(b=0.1) 0.29(b=1) u(ts) mc2 标准不确定度 -1 t分度 0.08 0.07 0.07 0.07 k分度 0.06 0.07 0.08 0.09 100 3.2合成标准不确定度的计算 输入量td、ts及e相互间彼此独立，所以合成标准不确定度可按下式得到: uc(δt)= a)t分度分辨力为0.1?的仪表 各测量点的合成标准不确定度为 uc(?0)= 0.08?;uc(?100)=uc(?200)= uc (?300) = uc (? 400)=0.07?; b)k分度分辨力为1?的仪表 各测量点的合成标准不确定度为 uc (?0)= uc (?300)= uc(?600)= uc(?900)0.30?; uc(?1300)=0.31? 4、扩展不确定度的评定 取置信因子k=2，扩展不确定度为 u95= 2 uc(?t) 5、测量不确定度的 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 与表示 ?t分度分辨力为0.1?的仪表 本例中仪表示值误差测量结果不确定度的报告可按表1-4的方式给出。 表1-4t分度分辨力为0.1?的仪表示值误差测量结果的不确定度报告 测量点(?) 扩展不确定度u95(?) k95 0.0 0.16 2 100.0 0.14 2 200.0 0.14 2 300.0 0.14 2 400.0 0.14 2 扩展不确定度u95(?)不大于仪表最大允许误差的1/5。 ?k分度分辨力为1?的仪表 本例中仪表示值误差测量结果不确定度的报告可以按表1-5的方式给出。 表1-5k分度分辨力为1?的仪表示值误差测量结果的不确定度报告 测量点(?) 扩展不确定度u95(?) k95 0 0.60 2 300 0.60 2 600 0.60 2 900 0.60 2 1300 0.62 2 扩展不确定度u95(?)不大于仪表最大允许误差的1/5。 参考文献: (1) jjg617-1996 数字温度指示调节仪，北京中国计量出版社 (2) jjf1059-1999测量不确定度评定与表示，北京中国计量出版社 (3) 崔志尚.《温度计量与测试》，北京中国计量出版社1998 (4) mc2多功能校验仪使用说明书 (5) 计量标准考核规范，北京中国计量出版社