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关键词:不确定度、分量、稳定性、均匀性、重复性、区间半宽
中图分类号:TM93文献标识码: A
摘要:本文分别通过二等标准铂电阻温度计复现性、标准铂电阻温度计不稳定性、电测设备引入的标准不确定度、制冷恒温槽和油槽不均匀性、测量重复性等分别分析了工业铂电阻的不确定度。
1、测量方法
二等标准铂电阻温度计标准装置用比较法分别检定工业铂热电阻/铜热电阻温度计在0℃/100℃或300℃温度点上的电阻值Ri(t℃),查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。
2、输出模型
R(t)=Ri-(dR/dt)×Δt
式中:Ri ——被检热电阻在温度ti时的电阻值(Ω);
dR/dt——温度ti时电阻变化率(Ω/℃)。
Δt ——Δt=
3、不确定度来源
3.1 二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u1
3.2 标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2
3.3 电测设备引入的标准不确定度u3
3.4 制冷恒温槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u4
3.5 测量重复性引入的标准不确定度u5
4、标准不确定度的评定
4.1二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u1
二等标准铂电阻温度计的传递标准,其符合正态分布。二等标准铂电阻温度计在0℃时的不确定度为U=4mK,k=2;100℃时的不确定度为U=8.0mK,k=2。
则: 0℃: u1=2.0mK; 100℃: u1=4.0mK
4.2二等标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2
二等标准铂电阻温度计的稳定性在0℃时为10mK,100℃时为14mK,由于检定周期是两年,不确定度区间半宽按一半计算,按均匀分布。
则: 0℃: u2=2.89mK ;100℃:u2=4.04mK
4.3电测设备引入的标准不确定度u3
数字多用表2000型,测量电阻档100Ω,测量精度为:
Δ=±(0.008%×读数+0.001%×量程);
4.3.1标准器电测设备引入的不确定度分量
二等标准铂电阻温度计阻值分别为R(0℃)=25Ω、R(100℃)=35Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0030Ω、±0.0038Ω。
而标准电阻温度计在0℃的(dR/dt)=0.0999Ω/℃、100℃的(dR/dt)=0.0969Ω/℃
假设为均匀分布,包含因子取k=,则:
0℃: u3。1=17.3(mK);100℃: u3.1=22.6(mK)
4.3.2被检的电测设备引入的不确定度分量
A级Pt100铂电阻阻值分别为R(0℃)=100Ω、R(100℃)=138.51Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0090Ω、±0.0121Ω。
而A级铂电阻在0℃的(dR/dt)=0.39083Ω/℃、100℃的(dR/dt)=0.37928Ω/℃
假设为均匀分布,包含因子取k=,则:
0℃: u3.2=13.3(mK);100℃: u3.2=18.4(mK)
0℃:u3==21.8(mK);100℃:u3==29.1(mK)
4.4制冷恒温槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u4
制冷恒温槽水平温差≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽为a=5mK,油槽水平温差为≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽为a=5mK,包含因子取k=,则此项的标准不确定度:
0℃: u4=2.89(mK);100℃: u4=2.89(mK)
4.5测量重复性引入的标准不确定度u5
检定点:0℃。取六次测量,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度:单位:Ω
则:0℃时u5==0.001Ω,换算成温度:0.001Ω/0.391(Ω/℃)=2.6mK
检定点:100℃。取六次测量结果,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度:单位:Ω
则:100℃时u5==0.001Ω,换算成温度:0.001Ω/0.379(Ω/℃)=2.6mK
5、合成标准不确定度
0℃时:mK100℃时:mK
标准装置的合成不确定度:0℃时:u标==17.9mK;100℃時u标=23.5mK
6、扩展不确定度U
取k=2 ;U=kuc则
中图分类号:TM93文献标识码: A
摘要:本文分别通过二等标准铂电阻温度计复现性、标准铂电阻温度计不稳定性、电测设备引入的标准不确定度、制冷恒温槽和油槽不均匀性、测量重复性等分别分析了工业铂电阻的不确定度。
1、测量方法
二等标准铂电阻温度计标准装置用比较法分别检定工业铂热电阻/铜热电阻温度计在0℃/100℃或300℃温度点上的电阻值Ri(t℃),查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。
2、输出模型
R(t)=Ri-(dR/dt)×Δt
式中:Ri ——被检热电阻在温度ti时的电阻值(Ω);
dR/dt——温度ti时电阻变化率(Ω/℃)。
Δt ——Δt=
3、不确定度来源
3.1 二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u1
3.2 标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2
3.3 电测设备引入的标准不确定度u3
3.4 制冷恒温槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u4
3.5 测量重复性引入的标准不确定度u5
4、标准不确定度的评定
4.1二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u1
二等标准铂电阻温度计的传递标准,其符合正态分布。二等标准铂电阻温度计在0℃时的不确定度为U=4mK,k=2;100℃时的不确定度为U=8.0mK,k=2。
则: 0℃: u1=2.0mK; 100℃: u1=4.0mK
4.2二等标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2
二等标准铂电阻温度计的稳定性在0℃时为10mK,100℃时为14mK,由于检定周期是两年,不确定度区间半宽按一半计算,按均匀分布。
则: 0℃: u2=2.89mK ;100℃:u2=4.04mK
4.3电测设备引入的标准不确定度u3
数字多用表2000型,测量电阻档100Ω,测量精度为:
Δ=±(0.008%×读数+0.001%×量程);
4.3.1标准器电测设备引入的不确定度分量
二等标准铂电阻温度计阻值分别为R(0℃)=25Ω、R(100℃)=35Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0030Ω、±0.0038Ω。
而标准电阻温度计在0℃的(dR/dt)=0.0999Ω/℃、100℃的(dR/dt)=0.0969Ω/℃
假设为均匀分布,包含因子取k=,则:
0℃: u3。1=17.3(mK);100℃: u3.1=22.6(mK)
4.3.2被检的电测设备引入的不确定度分量
A级Pt100铂电阻阻值分别为R(0℃)=100Ω、R(100℃)=138.51Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0090Ω、±0.0121Ω。
而A级铂电阻在0℃的(dR/dt)=0.39083Ω/℃、100℃的(dR/dt)=0.37928Ω/℃
假设为均匀分布,包含因子取k=,则:
0℃: u3.2=13.3(mK);100℃: u3.2=18.4(mK)
0℃:u3==21.8(mK);100℃:u3==29.1(mK)
4.4制冷恒温槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u4
制冷恒温槽水平温差≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽为a=5mK,油槽水平温差为≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽为a=5mK,包含因子取k=,则此项的标准不确定度:
0℃: u4=2.89(mK);100℃: u4=2.89(mK)
4.5测量重复性引入的标准不确定度u5
检定点:0℃。取六次测量,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度:单位:Ω
则:0℃时u5==0.001Ω,换算成温度:0.001Ω/0.391(Ω/℃)=2.6mK
检定点:100℃。取六次测量结果,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度:单位:Ω
则:100℃时u5==0.001Ω,换算成温度:0.001Ω/0.379(Ω/℃)=2.6mK
5、合成标准不确定度
0℃时:mK100℃时:mK
标准装置的合成不确定度:0℃时:u标==17.9mK;100℃時u标=23.5mK
6、扩展不确定度U
取k=2 ;U=kuc则