工业铂热电阻测量结果的不确定度评估.doc

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1、工业铂热电阻测量结果的不确定度评估E1被测对象铂热电阻Pt100。AA级（或A级、B级及C级），测量点：0℃和100℃，允许偏差见表E1。表E1允许偏差检定点/℃允许偏差/℃AAABC0±0.10±0.15±0.30±0.6100±0.27±0.35±0.80±1.6E2测量标准E2.1二等标准铂电阻温度计二等标准铂电阻温度计证书给出的参数如表E2所示。表E2二等标准铂电阻温度计证书给出的参数tWtSdWtS/dt0℃0.0.100℃1.0.Rtp=24.8437ΩE2.2电测设备HY2003A热电阻测量仪，测量范围（“0～220）Ω，分辨力0.1mΩ，MPE：±(

2、0.01%读数＋1.0mΩ)。E3测量方法：用比较法进行测量。将二等标准铂电阻温度计与被检铂热电阻同时插入冰点和100℃的恒温槽中待温度稳定后通过测量标准与被检的值，由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值R’0和R’100。E4数学模型检定点0℃，测量误差的数学模型：（E1）检定点100℃，测量误差的数学模型：（E2）式中符号的含义同正文。从数学模型中可以观察到，0℃检定点的输入量有：Ri，R*i、R*tp和WS0；100℃检定点的输入量有：Rh，R*h、R*tp和WS100。的不确定度很小，可以忽略不计。E5输入量ΔtRi、ΔtRh的标准不确定度u(Δ

3、tRi)和u(ΔtRh)的评定有4个主要不确定度来源：Ri、Rh测量重复性，插孔之间的温差，电测设备，测量电流引起的自热。E5.1测量的重复性u(Ri1)和u(Ri2)——（A类不确定度）以A级铂热电阻的三组24次重复性试验为例：a)0℃合并样本标准差sp为：sp=6.14×10-4Ω。实际测量以4次测量值平均值为测量结果，所以=3.07×10-4W。换算成温度：mK，ν1=69b)100℃合并样本标准差sp为：sp=4.34×10-3Ω。实际测量以4次测量值平均值为测量结果，所以=2.17×10-3W。换算成温度：mK，ν1=69E5.2插孔之间的温差起入的标准不

4、确定度u(ΔtRi2)和u(ΔtRh2)——（B类不确定度）冰点槽插孔之间的温差很小，可以忽略不计。水沸点槽插孔之间的温场均匀性不超过0.01℃；检定过程中温度波动不大于0.04℃/10min，因标准和被检的时间常数不同，估计将有不大于0.01℃的迟滞。均服从均匀分布，k=。因此，mK估计相对不确定度为20%，则其自由度ν2=12。E5.3电测设备引起入的标准不确定度u(ΔtRi3)和u(ΔtRh3)——（B类不确定度）热电阻测量仪的测量误差是主要的不确定度来源，四端转换开关杂散电势引起的不确定度相对很小，可以忽略不计。0℃时，热电阻测量仪的不确定度区间半宽为100

5、Ω×0.01%+0.001=0.0110Ω，在区间内可认为均匀分布，k=。则，换算成温度：mK，(8.86mK)电测仪器修正为0.005级后100℃时，热电阻测量仪的不确定度区间半宽为138.51Ω×0.01%+0.001=0.01485Ω，在区间内可认为均匀分布，k=。则u(Rh3)=8.57×10-3Ω，换算成温度：mK，(12.06mK)电测仪器修正为0.005级后估计相对不确定度均为10%，则其自由度ν3=50。E5.4自热引起的标准不确定度u(ΔtRi4)和u(ΔtRh4)——（B类不确定度）电测设备供感温元件的测量电流为1mA，根据实际经验感温元件一般有

6、约2mΩ的影响。可作两点分布处理，k=1u(Ri4)=u(Rh4)=2×10-3Ω，换算成温度：u(ΔtRi4)=5.12mK，u(ΔtRh4)=5.27mK。估计相对不确定度均为20%，则其自由度ν4=12。E5.5u(ΔtRi)和u(ΔtRh)的计算由于上述4个不确定度之间相互独立。因此，合成为：mK58.3mKE6输入量和的标准不确定度u()和u()的评定主要有3个不确定度来源：测量重复性，电测设备，测量电流引起的自热。E6.1二等标准铂电阻复现性引入的标准不确定度u()和u()——（B类不确定度）按规程要求，水三相点处为U99=5mK，k=2.58；水沸点附

7、近为U99=3.4mK，k=2.58。因此，mK；mK估计相对不确定度为5%，则其自由度ν3=100。E6.2电测设备引入的标准不确定度u()和u()——（B类不确定度）电测设备在冰点槽和100℃恒温槽内测量某标准铂电阻温度计和被检热电阻的电阻值如表E3所示。表E3电测设备的测量值检定点标准铂电阻温度计Rt*工业铂热电阻Rt冰点槽内24.8429Ω100.0378Ω100℃油槽内34.6005Ω138.5380Ωa)同一台电测设备测量R*i和R*tp的不确定度评估因，用同一台电测设备测量R*i和R*tp时，WSt的测量结果具有相关性。全微分后：WSt测量的最大误