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双金属温度计测量结果的不确定度评定

发布日期:2014-10-24  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:本文讲述了关于双金属温度计测量结果的不确定度评定、计算、拓展。理论依据为JJG226-2001《双金属温度计检定规程》,测量对象是WSS-411双金属温度计。......

 一、概述

1.测量依据
    JJG226-2001《双金属温度计检定规程》。
2.环境条件
    温度:20℃,湿度:65%RH。
3.被测对象
    双金属温度计型号为WSS-411,测量范围为0~100℃,准确度等级为1.5。
4.测量方法
    将二等标准水银温度计和被检双金属温度计一同置于恒温槽中,对80℃点采用比较法进行检定。
二、测量模型
QQ截图20141024100328.gif
 
式中:y———双金属温度计在80℃的示值误差,℃;t———热套式双金属温度计在测量时的示值,℃;t′———二等标准水银温度计的示值,℃;A———二等标准水银温度计的修正值,℃。
 
三、灵敏系数
 
QQ截图20141024100405.gif
 
四、标准不确定度的评定
 
1.输入量t的标准不确定度u(t)的评定输入量t的标准不确定度的主要来源是被检双金属温度计的示值重复性引入的标准不确定度u(t),分析此项采用A类标准不确定度进行评定。对一块测量范围为0~100℃、准确度等级为1.5级、非常小分度值为
 
2.0℃的双金属温度计, 在80℃进行10次重复性测量(均在正行程上进行),由一人进行重复性测量,得到一组数据,然后分别对每组数据计算实验标准差si,即得:
QQ截图20141024100438.gif,则QQ截图20141024100452.gif
 
2.输入量t′的标准不确定度u(t′)的评定
(1)二等标准水银温度计的示值估读引入的标准不确定度u1(t′)
 二等标准水银温度计的示值应该估读到非常小分度值的1/10, 即0.01℃, 所引起的误差区间半宽为0.01/2=0.005℃,因为数值相对很小,可忽略不计,则u1(t′)=0℃
(2)恒温槽温度波动引入的标准不确定度u2(t′)
    用B类标准不确定度评定。恒温槽温度波动在读数过程中的变化非常大不超过0.1℃,其分布为反正弦分布,包含因子QQ截图20141024100522.gif,则QQ截图20141024100539.gif
 
(3)恒温槽的温场不均匀引入的标准不确定度u3(t′)
    用B类标准不确定度评定。恒温槽在80℃的温场的非常大温差不超过0.2℃,其为均匀分布,包含因子K=QQ截图20141024100614.gif,则QQ截图20141024100650.gif
 
因二等标准水银温度计的示值t′的标准不确定度分量中u1(t′)为0,忽略不计,实际上u(t′)由分量u2(t′)和u3(t′)合成得到,该两项不确定度分量间不相关,则
QQ截图20141024100722.gif
 
3.输入量A的标准不确定度u(A)的评定
(1)二等标准水银温度计修正值引入的标准不确定度
        用B类方法进行评定。由二等标准水银温度计的检定规程中示值修正值的扩展不确定度表可知,在80℃时的示值检定结果的扩展不确定度为0.03℃,包含因子k=2,则其标准不确定度QQ截图20141024100759.gif
 
(2)二等标准水银温度计在周期内不作零位修正引入的标准不确定度
        用B类方法进行评定。二等标准水银温度计在周期内不作零位修正所引入的非常大误差为±0.03℃,属均匀分布,则半宽为0.03,包含因子K=QQ截图20141024100614.gif,则则u2(A)=QQ截图20141024100857.gif
QQ截图20141024100926.gif
五、合成标准不确定度的计算
    以上所分析输入量t、t′与A彼此独立互不相关,所以合成标准不确定度为
 
QQ截图20141024101023.gif
六、扩展不确定度的确定
 
QQ截图20141024101027.gif
七、结束语
    被检双金属温度计的测量范围为0~100℃, 准确度等级为1.5级,其非常大允许误差为±1.5℃,而在80℃其示值误差的扩展不确定度为U=0.2℃,则按JJF1094-2002《测量仪器特性评定》,满足QQ截图20141024101056.gif,因此,JJG226-2001能满足被检双金属温度计的要求, 其检定方法是可行的。
 

 

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