標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)不確定度CMC

標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測(cè)量不確定度的評(píng)定概述測(cè)量依據(jù)：依據(jù)JJG161-2010《標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定規(guī)程》計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為二等標(biāo)準(zhǔn)伯電阻溫度計(jì)配套設(shè)備：高精度測(cè)溫儀、恒溫槽被測(cè)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)分度值/℃0.1溫度范圍/℃（-30?300）℃測(cè)量方法：標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的檢定方法采用比較法，將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)同時(shí)插入恒溫槽中，待穩(wěn)定后，分別讀取二等標(biāo)準(zhǔn)伯電阻溫度計(jì)和被檢溫度計(jì)的示值JJG161-2010《標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定規(guī)程》，標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)測(cè)得量值由標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)讀數(shù)修正值給出。2、數(shù)學(xué)模型%=t-t式中：%—標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的修正值，。C\一標(biāo)準(zhǔn)器示值，℃；t%一被檢標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值，℃實(shí)際檢定時(shí)，只計(jì)算偏離檢定點(diǎn)的溫度，即%=At-At式中：%—標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的修正值，℃；A:一標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際溫度偏差，℃；At%一被檢標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)溫度偏差平均值，℃3、不確定度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u(tj二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)周期穩(wěn)定性引入的不確定度u(t)1根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R勿的檢定周期穩(wěn)定性為10mK故在-30℃?20℃溫度段標(biāo)準(zhǔn)伯電阻溫度計(jì)周期穩(wěn)定性近似取100人按均勻分布評(píng)定，k=.3。則

u(11)=-10=5.77mK,即u(11)=5.77X10-3℃同理溫度范圍周期穩(wěn)定性取值/mKku(t1)/℃(0?50)℃84.62X10-3(50?100)℃148.08X10-3(100~150)℃14月8.08X10-3(150~200)℃148.08X10-3(200~250)℃14<38.08X10-3(250~300)℃14<38.08X10-33.1.2二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)復(fù)現(xiàn)性引入的不確定度u(t)2根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，R卬的多次測(cè)量復(fù)現(xiàn)性為5mK故在-30℃~20℃溫度段標(biāo)準(zhǔn)伯電阻溫度計(jì)復(fù)現(xiàn)性近似取5mK,按正態(tài)分布評(píng)定，k=2.58。則u(t)=工=1.94mK,艮口u(t)=1.94X10一3℃、s22.58 s2同理溫度范圍周期穩(wěn)定性取值/mKku(t)/℃s2(0~50)℃3.02.581.16X10-3(50~100)℃3.62.581.16X10-3(100~150)℃3.62.581.16X10-3(150~200)℃3.62.581.16X10-3(200~250)℃3.62.581.16X10-3(250~300)℃3.62.581.16X10-33.1.3標(biāo)準(zhǔn)器自熱效應(yīng)引入的不確定度u(t)3根據(jù)檢定規(guī)程二等鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)溫度測(cè)量的自熱效應(yīng)換算成溫度應(yīng)不超過4.0mK,本實(shí)驗(yàn)所用二等鉑電阻溫度計(jì)檢定證書中給出的自熱效應(yīng)值為1.8mK,按均勻分布，k二A則u(t)=1.8/、；3=104mK 即u(t)=1.04X10-3℃3.1.4電測(cè)設(shè)備引入的不確定s3 s3度u(t)s4二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)配高精度測(cè)溫電橋，高精度測(cè)溫電橋的準(zhǔn)確度為5ppm,標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)是以電阻比的形式計(jì)算實(shí)際溫度。引用計(jì)算公式V1?(W[1)A.以50℃為例50℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)稱值為30。，電阻比W50=1.19,計(jì)算得/、—/x(W—1)x5x10-6u(t)= 50 -0.04mks4 (dW/dt)50同理，在以下檢定溫度點(diǎn)電測(cè)設(shè)備引入的不確定度為下表所示檢定點(diǎn)/℃Wt(dW/dt)tu(t)/mKs4-300.879754344.025X10-30.0200.999960103.989X10-30.00501.197870543.928X10-30.041001.392772813.868X10-30.1431501.584695093.809X10-30.2172001.773663313.750X10-30.2922501.959703983.692X10-30.3683002.142840293.634X10-30.4453.1.5標(biāo)準(zhǔn)器浸沒深度引入的不確定度u(t)s5檢定規(guī)程規(guī)定測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)插入深度應(yīng)不低于250mm,此時(shí)導(dǎo)熱誤差引入的不確定度忽略。3.1.6恒溫槽隨時(shí)間波動(dòng)引入的不確定度u(t)s6根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定恒溫槽在(-60?5)℃和(90?300)℃溫度范圍內(nèi)，10分鐘恒溫槽波動(dòng)性應(yīng)不超過0.025℃,取半?yún)^(qū)間為0.0125℃,屬于反正弦分布，k=.<2,則u(t)=0.0125/.4=0.009℃s6檢定規(guī)程規(guī)定恒溫槽在(5?300)℃溫度范圍內(nèi)，10分鐘恒溫槽波動(dòng)性應(yīng)不超過0.02℃,取半?yún)^(qū)間為0.01℃,屬于反正弦分布，k二、2,則u(t)=0.01/五=0.007℃s6恒溫槽溫場(chǎng)不均勻引入的不確定度u(t)s7根據(jù)檢定規(guī)程恒溫槽均勻度不超過0.03℃,按半?yún)^(qū)間取0.015℃,均勻分布，k二七3則u(t7)=0.015/3=0.009℃標(biāo)準(zhǔn)器引入的合成不確定度u(t)根據(jù)公式 u(t )=%,u(t)2+u(t)2+u(t )2+u(t)2+u(t )2+U(t )2+U(t)2 計(jì)算得下表檢定點(diǎn)/℃u(t)/℃-300.014200.0137500.01421000.01521500.01412000.01412500.01413000.01413.2被檢標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(tj溫度計(jì)刻線及估讀引入的不確定度u(t)兀1在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度變化0.01℃?0.02℃時(shí)，被檢溫度計(jì)才能看到從刻線處上升或降低，也就是說溫度計(jì)刻線會(huì)帶來0.01℃?0.02℃的讀數(shù)誤差。另外讀數(shù)時(shí)由于人與人的視差，對(duì)分度值為0.1℃的水銀溫度計(jì)可能產(chǎn)生的0.01℃影響，兩者關(guān)聯(lián)，引起的誤差取0.02℃，按均勻分布，k=百，則u(tx1)=0.02/百=0.012℃同理，對(duì)于分度值為0.05℃被檢溫度計(jì)因刻線及估讀引入的不確定度取0.01℃，按均勻分布，k二,：3，則u(t)=0.01分.：3=0.006℃x1讀數(shù)裝置與溫度計(jì)不垂直引入的不確定度u(t)x2讀數(shù)時(shí)，應(yīng)保證讀數(shù)裝置水平，同時(shí)應(yīng)保證水銀溫度計(jì)垂直插入恒溫槽中。分度值為0.1℃的被檢溫度計(jì)與讀數(shù)裝置不垂直引入的偏差取0.01℃，半?yún)^(qū)間取0.005℃，按均勻分布，k二際，則u(t)=0.005/xa=0.003℃分度值為0.05℃的被檢溫度計(jì)與讀數(shù)裝置不垂直引入的偏差取0.005℃，半?yún)^(qū)間取0.0025℃，按均勻分布，k=73，則u(t2)=0.0025/^3=0.0015℃露出液柱引入的不確定度u(t)3溫度計(jì)應(yīng)按全浸方式插入恒溫槽中測(cè)量，所以露出液柱帶來的誤差可忽略。計(jì)算修約引入的不確定度u(t)4計(jì)算時(shí)末位取舍產(chǎn)生的誤差為分度值的1/10，即分度值為0.1℃的被檢溫度計(jì)取。01℃,按均勻分布計(jì)算。u(t4)=0.01/J3、。006℃.分度值為0.05℃的被檢溫度計(jì)取0.005℃,按均勻分布計(jì)算。u(t)=0.005/%：3'40.003℃被檢溫度計(jì)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u(t)x5分度值為0.1℃的溫度計(jì)在-30℃重復(fù)測(cè)量10次，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.95℃,-29.94℃,-29.94℃?！鰟ts=,￡(x一x)2/(n-1)=0.004℃i單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差為：0.004℃/nn=0.001℃ u(t)=0.001℃同理，在以下檢定溫度點(diǎn)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度為下表所示檢定點(diǎn)/℃u(15)/℃-300.00100.001500.0011000.0021500.0022000.0022500.0023000.002分度值為0.05℃的溫度計(jì)在-30℃重復(fù)測(cè)量10次，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)-29.995℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.990℃,-29.995℃,-29.995℃,-29.990℃,-29.985℃。

則s=,￡(X—x)2/(n—1)=0.0035℃"ii單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差為：0.0035℃/nn=0.001℃ u(t)=0.001℃x5同理，在以下檢定溫度點(diǎn)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度為下表所示檢定點(diǎn)/℃u(t)/℃x5-300.00100.001500.0011000.0011500.0012000.0022500.0023000.0023.2.6被檢溫度計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度u(tx)根據(jù)公式u(t)=v'u(t1)2+u(t2)2+u(t3)+u(t4)+u(t5)2計(jì)算得下表分度值0.