工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定

发布时间:2021-10-25     浏览次数:
摘要:本文依据JJC2292-2010C工业铂、铜热电阻检定规程)对工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度从测量设备、方法和人员等方面进行了详细评定。
1概述
  工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定是依据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》,测量标准采用二等标准铂电阻温度计,电测设备采用数字多用表,精度等级不0.05级,采用的测量方法是用比较法进行测量,也就是说将被测对象和二等标准铂电阻温度计插入同一恒温槽中,同时测量该恒温槽的温度,两者之间进行比较,被测对象我们采用一支A级铂热电阻。
2数学模型
R(0℃)=Ri-(dR/dT)t=0ti;
t=[Ri*-R*(0℃)}(dR/dT)*t=0
式中:Ri一被检热电阻在温度ti时的电阻值:
(dR/dT)t=0一被检热电阻在0℃时电阻随温度的变化率:
Ri*、R*(0℃)一标准铂电阻在温度ti;和0℃时的电阻值;
(dR/dT)*t=0一标准热电阻在0℃时电阻随温度的变化率。
3不确定度来源及分析
  由数学模型可以看出,工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度主要由两个分量,一个是Ri,另一个是ti,分量Ri的来源主要是测量重复性和电测设备即数字多用表,分量t;的来源主要是测量标准即_二等标准铂电阻温度计和温度源即冰点槽。其具体分析如下:
(1)测量重复性引入的不确定度u1的评定
  我们以一支A级铂热电阻为对象,对被检铂热电阻进行了六次重复测量,其数据为(单位:Ω):
100.0199;100.0206;100.0205;100.0205;100.0199;100.0193
  根据贝塞尔公式得:
U1=2.07x10-4Ω
(2)二等标准铂电阻温度计不确定度引入的不确定度u2的评定
  根据检定规程,二等标准铂电阻温度计Rtp*的检定周期不稳定性为5mK,转换成电阻为4.99x10-4Ω,呈正态分布,故其引入的不确定度为:
u2=4.99x10-4Ω/2=2.50x10-4Ω
(3)数字多用表引入的不确定度u3的评定
  我们采用0.005级的数字多用表,其不确定区间为±0.005%,则其半宽为1000x0.005%=0.005Q,呈均匀分布,故其引入的不确定度为:
U3=0.005Ω/√3=2.89x10-3Ω
(4)冰点槽引入的不确定度u4的评定
  冰点槽为我们自制,其同一水平面上的最大温差不大于0.01℃,换算成电阻值为0.01℃x0.391Ω/℃=3.91x10-3Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度u4为:
u4=3.91x10-3Ω/√3=2.26x10-3√。
4灵敏系数
  因为以上各量互为独立,故其灵敏系数为:
C1=1;C2=1;C3=1;C4=1
5不确定度分量一览表
 
6合成标准不确定度
 
7扩展不确定度
  U=kuc=7.32x10-3Ω k=2
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