熱電動(dòng)勢(shì)和溫度示值偏差測(cè)量不確定度評(píng)定示例

熱電動(dòng)勢(shì)和溫度示值偏差測(cè)量不確定度評(píng)定示例1校準(zhǔn)方法：采用比較法中的雙極法，在管式爐中放置金屬均溫塊，將一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10鉑熱電偶（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)熱電偶）套上保護(hù)管，與套上絕緣瓷珠的被校熱電偶用細(xì)鎳鉻絲捆扎成一束，然后，將熱電偶束插入管式爐內(nèi)的均溫塊至底部進(jìn)行比較，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被校熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量模型被校熱電偶在校準(zhǔn)點(diǎn)溫度上（參考端為0.0°C時(shí)）的測(cè)量模型：e被（t）=e#+ _三標(biāo).S被+e補(bǔ)被被S被補(bǔ)標(biāo)式中：°被（t） 被校熱電偶在某校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)，mV；e被 ――被校熱電偶在某校準(zhǔn)點(diǎn)附近，測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值，mV；e標(biāo)證 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書上某校準(zhǔn)點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)值，mV；e標(biāo) 一一標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在某校準(zhǔn)點(diǎn)附近，測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值，mV；S標(biāo)、S被――分別為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶、被校熱電偶在某校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的微分熱電動(dòng)勢(shì),，V/C；勺卜 ——補(bǔ)償導(dǎo)線修正值，mV.不確定度傳播公式測(cè)量模型中各個(gè)輸入量的不確定度相互獨(dú)立，根據(jù)不確定度傳播律：u2=[cu(e)l+[cu(e)l+[cu(e)1+[cu(e)1TOC\o"1-5"\h\zc 1被 2標(biāo)證 3標(biāo) 4補(bǔ)其中，靈敏系數(shù)：de(t)\o"CurrentDocument"c=被=11 de被c=叫⑴=S-被=4.41\o"CurrentDocument"2de S標(biāo)證dede(t)c= 被—3 de標(biāo)S被=-4.41S標(biāo)de(t)c=被=14de補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定被校熱電偶輸入量e引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e),其來(lái)源有被校熱電偶的重復(fù)性測(cè)被被量、電測(cè)儀器測(cè)量誤差、爐內(nèi)金屬均溫塊徑向溫場(chǎng)的不均勻性、爐溫波動(dòng)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接觸電勢(shì)、參考端溫度不等于0°C、補(bǔ)償導(dǎo)線。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶引入的不確定度，其來(lái)源有整百攝氏度點(diǎn)烏標(biāo)和輸入行重復(fù)測(cè)量等。1.3.1被校熱電偶重復(fù)測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度片用一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對(duì)被校熱電偶(以熱電偶K型在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)600C)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得5組每組10個(gè)重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù)，用A類方法進(jìn)行評(píng)定，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s為:p1ss實(shí)際測(cè)量以4次測(cè)量值的平均值作為測(cè)量結(jié)果，故U]=sp1/J4二0.63(側(cè))。1.3.2電測(cè)儀器測(cè)量被校熱電偶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2，用B類方法進(jìn)行評(píng)定電測(cè)儀器測(cè)量被校熱電偶使用的數(shù)字表為KEITHLEY2000，其測(cè)量值的誤差按一年內(nèi)的準(zhǔn)確度土(37X10-6讀數(shù)+9X10-6量程)計(jì)算，對(duì)應(yīng)校準(zhǔn)點(diǎn)讀數(shù)取16.5mV，量程100mV，誤差±1.5WV。按均勻分布考慮，包含因子k=、込，半寬為1.51AV。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u2=1.51/<3=0.87(yv)1.3.3金屬均溫塊徑向溫場(chǎng)不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3，用B類方法進(jìn)行評(píng)定校準(zhǔn)時(shí)，由于爐內(nèi)放置的金屬均溫塊徑向溫場(chǎng)不均勻，經(jīng)測(cè)試最大差值為0.20C，換算成熱電動(dòng)勢(shì)值為8.45yV。按均勻分布考慮，包含因子k二，取半寬為4.22AV。則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u3=4.223=2.44(yV)1.3.4爐溫波動(dòng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4，用B類方法進(jìn)行評(píng)定測(cè)量時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測(cè)得溫場(chǎng)實(shí)際變化不超過(guò)1.0側(cè)，以微分電動(dòng)勢(shì)9.567AV/C計(jì)算(相當(dāng)于0.10C),再以微分電動(dòng)勢(shì)42.24AV/C計(jì)算，帶來(lái)的誤差為4.22yV。按均勻分布考慮，包含因子k=運(yùn)，取半寬為2.11yv，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u4=2.11/\/3=1.22(yv)1.3.5轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)寄生電勢(shì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5，用B類方法進(jìn)行評(píng)定轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)各路之間最大寄生電勢(shì)之差不大于0.5M,按均勻分布考慮，包含因子k=、打,取半寬為0.5M，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u5=0.5/\：3—0.29(yv)1.3.6參考端溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6，用申類方法進(jìn)行評(píng)定經(jīng)測(cè)量參考端不為0°C,誤差為0.05°C，以微分電動(dòng)勢(shì)39.45yV/°C計(jì)算，換算成熱電動(dòng)勢(shì)值為1.97yV，按均勻分布考慮，包含因子k=爲(wèi)，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u6—1.97^3—1.14(yv)由于輸入量u1、u2、u3、u4、u5、u6彼此之間相互獨(dú)立，貝y：(KJ二5+u22+U32+U42+U52+u62=3?16(yV)1.3.7標(biāo)準(zhǔn)熱電偶整百攝氏度e標(biāo)證引入的標(biāo)準(zhǔn)，用B類方法進(jìn)行評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在600C校準(zhǔn)溫度點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)為：標(biāo)證U(e)—3.63(yV)標(biāo)證1.3.8標(biāo)準(zhǔn)熱電偶輸入量e標(biāo)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用A類方法進(jìn)行評(píng)定輸入量e標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)，一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測(cè)得5組每組10個(gè)重復(fù)性測(cè)量數(shù)據(jù),標(biāo)用A類方法進(jìn)行評(píng)定，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差sp2為:=0.80(yv)=0.80(yv)s實(shí)際測(cè)量以4次測(cè)量值的平均值作為測(cè)量結(jié)果，故u(e標(biāo)—Sp2v込—0.40(yv)。1.3.9補(bǔ)償導(dǎo)線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)，用B類方法進(jìn)行評(píng)定補(bǔ)經(jīng)測(cè)量，K型補(bǔ)償導(dǎo)線在30C時(shí)，誤差土0.2°C(±8.45yv)，按均勻分布考慮，包含因子k-^3，取半寬為8.45yv，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(e補(bǔ)—8.45/畧3—4.88(yv)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

熱電偶(K型)在600°C標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號(hào)不確定度來(lái)源類別標(biāo)準(zhǔn)不確定度/rv靈敏系數(shù)ci1u(e被)輸入量e被帶來(lái)的不確定度3.1611.1u1重復(fù)測(cè)量A0.6312U2電測(cè)儀器 10B0.871.3U3徑向溫場(chǎng)不均勻B2.441.4U4爐溫波動(dòng)B1.221.5U5轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)寄生電勢(shì)B0.291.6U6參考端不等于0CB1.142u(e標(biāo)證)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶e標(biāo)證帶來(lái)的不確定度B3.634.413u(e標(biāo))標(biāo)輸入量e標(biāo)重復(fù)測(cè)量A0.40-4.414u?)補(bǔ)償導(dǎo)線B4.81合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算輸入量u(e)、u(e)、u(e)和u(e)之間相互獨(dú)立，則合成標(biāo)準(zhǔn)不