工业热电阻示值误差测量值得不确定度评定

摘要:本文根据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》对工业热电阻示值误差测量值进行不确定度评定。
1引言
　　测量依据:JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。
　　测量方法:采用比较法进行测量。
　　测量环境:环境温度20±2°C，相对湿度<85%。.

序号	标准器名称	技术性能
1	标准铂电阻温度计	测量范围:(-195-420)℃;精度等级:二等
2	酒精低温槽	工作区域最大温差:0.04'℃
3	油恒温槽	工作区域水平温场:0.01℃:垂直温场:0.02℃
4	数字多用表	1000Ω档位:±(50ppm*reading+2ppm*range)

2建立数学模型及不确定度来源分析
2.1数学模型
　　检定点0℃，测量误差的数学模型:
 
　　式中，△ti为被检铂电阻在冰点槽中测得的偏离0℃的差;△t*为标准铂电阻温度计在冰点槽中测得的偏离0℃的差;
△t*h为被检铂电阻在100°C恒温槽中测得的偏离100℃的差;
△t*h-标准铂电阻温度计在100°C恒温槽中测得的偏离100℃的差。
2.2不确定度传播率
 
2.3测量不确定度来源
　　工业热电阻校准的不确定度评估包括:
2.3.1标准铂电阻温度计引入的不确定度，
　　标准铂电阻温度计自热效应引入的不确定度;标准铂电.阻温度计稳定性引入的不确定度;标准铂电阻温度计Rp引入的不确定度;数字多用表测量引入的不确定度
2.3.2测量被测工业铂电阻时引入的不确定度
　　数字多用表的精度引入的不确定度;恒温槽垂直温场引入的不确定度;恒温槽水平温场引入的不确定度;被测工业铂电阻重复测量引入的不确定度。
3标准不确定度评定
　　以工业热电阻校准为例，分析100℃校准点的测量不确定度。
3.1标准铂电阻自身引入的不确定度评定
(1)标准铂电阻自热效应引入的不确定度u
　　采用B类方法评定。二等标准铂电阻的自热效应，查检定规程为4.0mK，按均匀分布，其扩展不确定度为:
 
(2)标准铂电阻稳定性引入的不确定度u2
　　采用B类方法评定。二等标准铂电阻的稳定性，查检定规程为14mK，按均匀分布，可得:
 
(3)标准铂电阻温度计Rp引入的不确定度1ls;
　　采用B类方法评定。二等标准铂电阻的Rp，查检定规程Rtp'为10mK，按均匀分布，可得:
 
(4)数字多用表准测量引入的不确定度1u14;
　　采用B类方法评定。Rt*由数字多用表测量，而R*tp直接引用检定证书中给出的值时的不确定度评估Wt^s=R*r,/Rtp*，由于Rt*和R*tp是用不同电测设备测得，测量误差之间互不相关。因此，dWt^s可用方差合成的方法得到:
 
3.2测量被测温度计时引入的不确定度
(1)数字多用表的精度引入的不确定度us
　　采用B类方法评定。测量被测工业铂电阻时，用数字多用表欧姆档进行测量，根据其说明书1000Ω量程误差为士(50ppm*reading+2ppm*range)，取其半区间，服从均匀分布。
 
(3)恒温槽水平温场引入的不确定度uτ
　　采用B类方法评定。恒温槽在其温场的最大水平温场不超过0.01℃，按均匀分布，取k=√3可得:
 
(4)被测铂电阻温度计测量重复性引入的不确定度u6
　　采用A类方法评定。重复性测量数据见表3。
　　表3被测铂电阻温度计重复测量数据(2)
 
换算成温度：
 
4合成标准不确定度及扩展不确定度
(1)合成标准不确定度
　　以上各分量独立不相关，按方和根得合成标准不确定度
 
　　可得:uc=0.0342℃
(2)扩展不确定度
　　取包含概率p=95%，包含因子k=2，扩展不确定度为:
U-uc×k=0.0342×2=0.07℃