热电偶不确定度评定实例Word格式文档下载.docx

1、（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

2、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 . 32

3、0,41 . 321 , 41 . 322,41 . 322,41 . 322,41 . 323 ,s3=0.0018mV ; s 4 =0.0017mV ; s 5=0.0016mV ; s 6 =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0.00085mVSp 0.0017u（e 被）=u（ e 被）= Vk 4标准不确定度u（e被1）自由度为： 被1 m（n 1） =54 3 . 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

4、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1000 C点（ 0.005% 41.5+0.0035% X 100） = 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）5.583=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 20 u v，在区间内可认为均匀分布， 覆盖因

5、子k被3 = . 3，半宽度a被3为10 uV，故标准不确定度为5.77 V ,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 0.4 V,在区间内可认为是均匀分0.4 八、t u（e被4） 亠、u （ e被4 ） = 0.23 V ;估计 为0.20 ;则自由度 被4=12。v3 u（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

6、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 4.0 V（相当于土 0.1 C ），在区间内可认为是均匀分布，k被5= . 3 ;半宽度a被5为4.0 V ;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

7、： 被= 4 ） =26u （e被i / 被 i3.2输入量E标的标准不确定度u（E标）的评定输入量E标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 1000 C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）=2.6 V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

8、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 1000 C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U e 标（）9.582mV2e标（t） e标（t）单次实验标准差：s1 = 0.75 Vn 1用同样的

9、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s 2 =0.75 V , s 3 =0.67 V, s 4 =0.75 V, s5=0.75 V, s 6=0.67 V则合并样本标准差 Sp为0.72 V。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=0.36 V Jk V4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

10、。 检定后1年内其示值误差为土 （0.005%示值+0.0035%X量程），在1000 C 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3.98u （ e 标 2） = =2.3uVu（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 0.4 V，在区间内可认为均匀分布，ke标3=3，半宽度3为0.4 V，故标准不确定度为0.4 CCC

11、u（e 标 3）= 23 VV3u （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 1 V（相当于土 0.1C ）。在区间内可认为均匀分布， ke标43 ,半宽度aefe 4为1 V，故标准不确定度为1u（e 标4）= - 0.577 Vu（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

12、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J u （eg2） u （e标3） u （e标4） =2.4uVu （e标） e标= 4 =59u （efe）e标i3.4输入量S标,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）CiG u （Xi）iu（e 被）7.126u（e 被 1）被测不重复性0.85u（e 被2）数表测量误差3.2u（e 被3）检定炉温场分布不均5.77u（e 被4）测量回路寄生电势0.23热偶自由端温度不均2.31u（E 标）2.6S被/S标2.6 （S 被/S 标）107u（e 标）2.4（S被/S标）2.4 （ S 被/S 标）59u（e 标 1）标准偶不重复性0.36u（e 标2）2.3u（e 标 3）