热电偶不确定度评定实例Word格式文档下载.docx

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（t））,由e标（t'

与已知的标准热电偶在各测测量温度点（标（t）,可计算出测量时实际温度与所需测量温度点的差值厶及e被（t'

进一步计算出被测偶在所需测量温度点的热电动势

2数学模型

式中：

e被（t）--被测热电偶在需测量温度点t的热电动势;

e被（t'

）--被测热电偶在测量时（温度为t'

的热电动势;

E标（t）--标准热电偶在需测量温度点t的分度值；

e标（t'

）--标准热电偶在测量时（温度为t'

的热电动势；

s标（t）、s被（t）--标准、被测热电偶在需测量温度点t的微分热电动势;

3输入量的标准不确定度评定

3.1输人量e被（t'

）的标准不确定度u（e被）的评定

输人量e被（t'

）的标准不确定度u（e被）不确定度来源于被测热电偶测量不重复性、数字电压表测量误差、检定炉温场分布不均、测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。

3.1.1标准不确定度u（e被1）的评定

）的标准不确定度u（e被1）不确定度来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类

方法进行评定。

因在任一温度点测量时，被测偶重复性情况类似，故对其在任一温度点e被（t'

）进行重复测量情况

的分析，可代表其在其他温度点的测量重复性情况的分析。

将一支n级镍铬一镍硅热电偶用一支二等标准铂铑10一铂热电偶作标准对它在1000°

c的热电

动势进行重复10次测量，测得数据为41.320,41.320,41.321,41.322,41.322,41.322,41.323,

s3=0.0018mV;

s4=0.0017mV;

s5=0.0016mV;

s6=0.0018mV

则：

合并样本标准差Sp为0.0017mV。

实际测量时，测量次数为4次，以测得值的平均值为测量结果。

则该结果的标准不确定度为

0.00085mV

Sp0.0017

u（e被）=u（e被）=——=

Vk<

4

标准不确定度u（e被1）自由度为：

被1m（n1）=543.1.2标准不确定度u（e被2）的评定

标准不确定度u（e被2）由数字电压表测量误差引起，采用B类方法进行评定。

根据数字电压表技术指标：

检定后1年内其示值误差为土（0.005%<

示值+0.0035%X量程），在1000C

点±

（0.005%<

41.5+0.0035%X100）=±

5.58uV。

在区间内可认为均匀分布，覆盖因子k被2=..3，标准

（e被2）

5.58

3

=3.2uV

不确定度

u（e被2）、

估计u（e被2）为0.10,则自由度被2=50。

3.1.3标准不确定度u（e被3）的评定

标准不确定度u（e被3）由检定炉温场分布不均引起，采用B类方法进行评定。

由检定炉温场分

布不均引起最大误差不超过20uv，在区间内可认为均匀分布，覆盖因子k被3=.3，半宽度a被3为10u

V，故标准不确定度为

5.77V,

u（e被3）

估计〒为0.20，则自由度被3=12。

u（e被3）

3.1.4标准不确定度u（e被4）的评定标准不确定度u（e被4）由测量回路寄生电势引起，采用B类方法进行评定。

由扫描器技术指标可得：

测量回路寄生电动势带来的误差不超过土0.4V,在区间内可认为是均匀分

0.4八、tu（e被4）…亠「、

u（e被4）=0.23V;

估计为0.20;

则自由度被4=12。

v'

3u（e被4）

3.1.5标准不确定度u（e被5）的评定标准不确定度u（e被5）由热电偶参考端不为0C引起，采用B类方法进行评定。

由经验和实验可得：

由热电偶参考端不为0C带来误差不超过土4.0V（相当于土0.1C），在区间内可

认为是均匀分布，k被5=.3;

半宽度a被5为4.0V;

故标准不确定度

u（e被5）

被5=12。

估计=为0.20，则自由度

u（e被5）

3.1.6输入量e被（t'

）的标准不确定度u（e被）的合成

输入量e被（t'

）的标准不确定度u（e被）由分相u（e被1）---u（e被5）合成，同标准不确定度为:

u（e被）=.u2（e被1）u2（e被2）u2（e被3）u2（e被4）u2（e被5）=7.1uV

自由度为：

°

被=4）=26

u（e被i//被i

3.2输入量E标⑴的标准不确定度u（E标）的评定

输入量E标⑴的标准不确定度来源于分度时二等标准铂铑10—铂热电偶分度结果不确定度，采用B类

方法评定。

由二等标准铂铑10—铂热电偶测量结果不确定度分析报告可知，其1000C检定结果标准不确定度为

2.6uV。

故标准不确定度u（E标）为：

u（E标）=2.6V

自由度标=107。

3.3输入量e标（t'

）的标准不确定度u（e标）的评定

输入量e标（t'

）的不确定度主要来源于标准热电偶测量不重复性、数字电压表测量误差、测量回路寄

生电势以及热电偶参考端温度不均。

3.3.1标准不确定度u（e标1）的评定

标准不确定度u（e标J由标准热电偶测量不重复性引起，采用A类方法进行评定。

因在任一温度点测量时标准偶重复性情况类似，故对其在任一温度点e标（t）进行重复测量情况的分

析，可代表其在其他温度点的测量重复性情况的分析。

现以1000C测量情况为例分析。

以1支二等铂铑10—铂热电偶为标准对其热电动势进行重复10次测量时，测得标准偶热电动势值分

别为9.582,9.582,9.582,9.582,9.582,9.583,9.583,9.583,9.583,9.583mV，贝Ue标（‘）9.582mV

2

e标（t'

）e标（t'

）

单次实验标准差：

s1=

〜0.75V

n1

用同样的方法，以另5支二等铂铑10—铂热电偶为标准对其热电动势进行重复测量时，测得5组标准

偶热电动势值得单次实验标准差分别为

s2=0.75V,s3=0.67V,s4=0.75V,s5=0.75V,s6=0.67V

则合并样本标准差Sp为0.72V。

实际测量时，测量次数为4次，以测得值得平均值为测量结果，则该结果的标准不确定度为

u（e标1）=u（e标）=莘=婆=0.36VJkV4

标准不确疋度u（e标1）的自由度e^1=m（n-1）=54。

3.3.2标准不确定度u（e标2）的评定

标准不确定度u（e标2）由数字电压表测量误差引起，采用B类方法进行评定。

检定后1年内其示值误差为土（0.005%<

示值+0.0035%X量程），在1000C点±

9.58+0.0035%<

100）=±

3.98uV。

在区间内可认为均匀分布，覆盖因子k被2=...3，标准不确定度

3.98

u（e标2）==2.3uV

u（e标2）

估计丁为0.10；

则自由度e标2=50。

u（e标2）

3.3.3标准不确定度u（e标3）的评定

标准不确定度u（e标3）由测量回路寄生电势引起，采用B类方法进行评定。

由经验可得：

测量回路寄生

电动势带来误差不超过土0.4V，在区间内可认为均匀分布，ke标3=\3，半宽度3为0.4V，故标准

不确定度为

0.4CCC

u（e标3）=—~°

23V

V3

u（e标3）

估计一为0.20;

则自由度e标3=12。

u（e标3）

3.3.4标准不确定度u（e标4）的评定

B类方法进行评定。

热

标准不确定度u（e标4）由标准热电偶参考端温度不均引起，采用

电偶参考端不为0C带来误差不超过为土1V（相当于土0.1C）。

在区间内可认为均匀分布，ke标4—3,

半宽度aefe4为1V，故标准不确定度为

1

u（e标4）=-0.577V

u（e标4）

估计一为0.20;

则自由度e标4=12。

u（e标4）

3.3.5输入量e标（t'

）的标准不确定度u（e标）的合成。

）的标准不确定度u（e标）由分项u（e标J--u（e标4）合成，则标准不确定度u（e标）为:

u（e标）=、.u（e标Ju（eg2）u（e标3）u（e标4）=2.4uV

u（e标）

e标=4—=59

u（efe））e标i

3.4输入量S标⑴,S被（t）的标准不确定度u（S标）、u（S被）的评定

输入量S标（t）,S被（t）是在ITS—90温标下用近似方法得到的，但其准确度完全可满足该类热电偶使用准确度要求，其由有效位数等原因引起的不确定度因微小而忽略。

4合成标准不确定度的确定

4.1灵敏系数

4.2标准不确定度汇总表

输入量的标准不确定度汇总于表：

（以整XX为例）

标准不确定度分量u（Xi）

不确定度来源

标准不确定度

（V）

Ci

Gu（Xi）

i

u（e被）

7.1

26

u（e被1）

被测不重复性

0.85

u（e被2）

数表测量误差

3.2

u（e被3）

检定炉温场分布不均

5.77

u（e被4）

测量回路寄生电势

0.23

热偶自由端温度不均

2.31

u（E标）

2.6

S被/S标

2.6（S被/S标）

107

u（e标）

2.4

—（S被/S标）

2.4（S被/S标）

59

u（e标1）

标准偶不重复性

0.36

u（e标2）

2.3

u（e标3）