工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定

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1、工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定l概述校准工作用廉金属热电偶通常用双极法进行的。由低热电势开关转换测量标准热电偶电势和被校热电偶电势，再计算被校热电偶实际误差和测量不确定度。由于在校准过程中各个测量仪器的误差项都会重复引入测量结果，因此，校准工作用热电偶测量结果的不确定度，就需要分析标准与被校系统测量仪器分别引入的分量不确定度，再合成测量结果的不确定度。1.1主要仪器及计量特性(1)标准仪器：二等铂铑10-铂热电偶。按国家检定系统在温度为（419.58一1084.88）℃范围，允许基本误差℃(2)测量仪器：HY2003A型数字式热电偶热电阻测试仪，量程：：

2、(3)玻璃水银温度计：测量范围：，分度值0.1℃，允许基本误差1.2校准对象本次评定工作用廉金属热电偶，K分度，Ⅱ级，允许基本误差：．。以常用温度800℃为例作校准评定。1.3校准方法和技术要求依据JJG35-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》，对工作用廉金属热电偶用双级比较法校准。标准仪器、测量仪器、转换开关、温度计均检定合格。2数学模型在800℃热电偶电势误差计算公式见(1)式：(1)式中：-被校热电偶电势误差(mV)；-被校和标准热电偶在某点测得的热电势平均值(mV)；-标准热电偶证书给出的某点温度的电势值-被校热电偶分度表给出的某点温度的电势值-被校和

3、标准热电偶在某点温度的热电势率由于热电势率，为便于分析，将(1)式同除改写为：令：则：式中：一被校热电偶温度误差；一被校热电隅系统偏离分度点的温度误差；一标准热电偶系统偏离分度点的温度误差。因此，分别对两条测量系统引入的误差进行分析，就能够得到测量结果的不确定度。所以本文认为(2)式就是校准工作用廉金属热电偶测量结果不确定度的数学模型。3输入量的标准不确定度评定3，1输入量的标准不确定度的评定输入量是被校系统温度误差，其不确定度来源有：测量重复性（含热电偶准确度）、测量仪器、转换开关、炉温变化、参考端测量引入的不确定度。其中：(1)本所转换开关寄生热电势<0.4u

4、V，引入测量系统的不确定度忽略不计。(2)在重复测量过程中炉温变化<0.25℃，相对被校温度的影响很小。引入测量系统的不确定度忽略不计。3.1.1测量重复性引入的不确定度（A类分量）在校准点稳定条件下对被校热电偶重复10次测量的数据为：33.190、33.200、33.210、33.200、33.210、33.240、33.220、33.210、33.210、33.200。得到平均值热电势率在800℃为℃偏离分度值由℃单次实验标准差为：以实际测量10次(m=10)的平均值作为测量结果，测量重复性引入的不确定度为：换算为温度则自由度3.1.2测量仪器引入的不确定度（

5、B类分量）测量仪器为HY2003A型数字式热电偶热电阻测试仪。本次测量被校热电偶在800℃的电势(0～199.99)mV。测量仪器的基本误差为：换算为温度℃△t仪为均匀分布，故包含因子，半宽度a=0．7℃。因此，测量仪器引入的不确定为：不确定度可靠性80%，则自由度V=123.1.3参考端测量用温度计引入的不确定度（B类分量）参考端测量温度计允许误差℃。按均匀分布，故包含因子，半宽度a=0.2℃。因此，温度计基本误差引入的不确定度为：不确定度可靠性80%，则自由度3.1.4参考端温度波动引入的不确定度（B类分量）在重复测量过程中参考端温度波动估计半宽度a=0.2℃

6、。为均匀分布，故包含因子。因此，温度波动引入的不确定度为：不确定度可靠性80%，则自由度3.1.5输入量的标准不确定度的计算由于和相互独立，因此，输入量引入的标准不确定度按下式计算：则自由度r=193.2输入量的标准不确定度的评定输入量是标准系统温度误差，其不确定度来源有：标准热电偶、测量重复性、测量仪器、转换开关、炉温变化、参考端测量引入的不确定度。其中：转换开关寄生热电势、检定炉炉温变化的影响很小，引入测量系统的不确定度忽略不计。3.2.1标准热电偶引入的不确定度（B类分量）二等标准铂铑10-铂热电偶，允许基本误差l℃。属正态分布，故包含因子，半宽度因此，标准

7、热电偶允许基本误差引入的不确定度为：不确定度可靠性90%，则自由度3.2.2标准热电偶测量重复性引入的不确定度类分量）在校准点稳定条件下对标准热电偶重复IO次测量的数据为:7.355、7.357、7.358、7.356、7.355、7.357、7.、7.355、7.354、7.353、7.353。得到平均值标准热电偶在800℃的检定证书值为7.332mV，热电势率为0.OllmV/oC。偏离分度值由。因此，校准点真实温度为：800+2.1=802.1℃。单次实验标准差为：0.0017mv以实际测量10次(m：10)的平均值作为测量结果，测量重复性引入的不确定度为：

8、换算为温度