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1、MHW-TDAD系统温度示值校准结果的不确定度评定【摘要】针对MHW-TDAD系统一一某无线传输型多路高精度中高温巡检仪,选取二等标准水银温度计标准装置,采用比较法进行温度示值校准结果的不确定度评定,最终得出U95=k95uc(y)=0.0116°C。【关键词】MHW-TDAD系统;多路巡检仪;不确定度评定2013年6月至10月,本人参与了福建省质监局课题《多通道高精度无线中高温度数据自动检测系统的研究》。该课题所研究的“多通道高精度无线中高温度数据自动检测系统”(简称MHW-TDAD系统),本质上是一种可无线传输的多路高精度温度巡检仪,与国内外同型仪器相比,它具
2、有多路测量(堆栈式36通道)、高精度(冷端四线制铂电阻测温,准确度优于±0.05°C,可作为计量标准器)、无线远程传输(433Hz频段进行无线传输,传距1〜3km)等优点。为了更好地评估MHW-TDAD系统性能,课题组针对系统(数字感温部分)进行了一次温度示值校准结果的不确定度评定。1.校准方法与数学模型校准所采用的标准器是福建省计量科学研究院的二等标准水银温度计,被校对象为MHW-TDAD系统,被校范围0〜ioo°c,分辨率:o.orc,允差±o.05°c。将二等标准水银温度计和被校准系统的数字式温度计感温部分一同置于恒温槽中,采用比较法进行校准(零点可采用定点
3、法进行校准)从而获得MHW-TDAD系统示值误差,环境条件满足:温度:(20±5)°C,相对湿度:〈75%。建立数学模型:被校系统示值误差计算公式:At式中,td—被校系统读数值(°C);ts_二等标准水银温度计读数值(°C);x_二等标准水银温度计在该温度点的示值修正值(°C)。被校系统的方差和灵敏系数计算:依据:(1)对式(1)各分量求偏导,其中td,ts,x各分量彼此独立,因而得:故被校系统示值误差的合成方差和表示为:1.标准不确定度评定2.1输入量ts的标准不确定度u(ts)输入量ts的标准不确定度的主要来源如下:2.1.1二等标准水银温度计读数分辨力(估
4、读)引入的标准不确定度u(tsl),用B类标准不确定度评定二等标准水银温度计的读数分辩力为其分度值的1/10,即o.orc,则不确定度区间半宽为o.orc,按均匀分布处理。u(tsl)=0.01/°C,估计其不可靠性为20%,自由度:(tsl)=12。2.1.2二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(ts2),用B类标准不确定度评定二等标准水银温度计读数误差范围为±0.005°C,则不确定度区间半宽为0.005°C,按反正弦分布处理。u(ts2)=0.005/〜0.004°C,估计其不可靠性为20%,自由度(ts2)-12q2.1.3由恒温槽温场不
5、均匀引入的标准不确定度u(ts3),用B类标准不确定度评定恒温槽温场最大温差为0.02°C,则不确定度区间半宽为0.01°C,按均匀分布处理。u(ts3)=0.01/&0.006°C,估计其不可靠性为10%,自由度为(ts3)=50。2.1.4恒温槽温度波动引入的标准不确定度u(ts4),用B类标准不确定度评定恒温槽温场稳定性为±0.02°C/10min,则不确定度区间半宽为0.02°C,按均匀分布处理。u(ts4)=0.02/^0.01°C,估计其不可靠性为10%,自由度(ts4)=50。因为u(tsl)、u(ts2)、u(ts3)、u(ts4)互不相关,所以:
6、u(ts)==0.014°Cv(ts)==992.2输入量x的标准不确定度u(x)由修正值引入的标准不确定度u(X),用B类标准不确定度评定。由二等标准水银温度计检定规程可知,二等标准水银温度计检定结果的扩展不确定度U99=0.03°C,包含因子kP二2.58。所以u(x)二0.03/2.58二0.01°C,估计其不可靠性为10%,自由度(x)=50。2.3输入量td的标准不确定度U(td)输入量td的标准不确定度的主要来源如下:2.3.1被校系统示值重复性引入的标准不确定度u(tdl),用A类标准不确定度评定将二等标准水银温度计和系统被检感温计同时放入100°C
7、恒温槽,待示值稳定后进行10次等精度测量。所得数据如下(单位:°C):100.01100.02100.02100.01100.01100.01100.01100.01100.02100.01x=100.13°C=0.0048°C其标准差:s=0.0048°C,故:u(tdl)=0.0048°C,自由度(tdl)=9。2.3.2被校系统的读数分辩力引入的标准不确定度u(td2),用B类标准不确定度评定被校范围在0〜100°C内,其分辨力为0.01°C,则不确定度区间半宽为0.005°C,按均匀分布处理。故:°C估计其不可靠性为10%,自由度V(X)=50。因为u(t
8、dl)、u