热电偶不确定度评定实例.doc

工作用镍铬一镍硅热电偶测量结果的不确定度评定 1 概述 测量依据: JJG351 一 1996 《工作用廉金属热电偶检定规程》。 测量环境条件:温度( 23士5)℃;湿度( 45 -75 )% RH 。 测量标准及其主要技术要求二等标准铂铑 10- 铂热电偶,锌、铝、铜三凝固点温度的分度值的扩展不确定度 ℃-℃, 置信概率 0 .99 。数字电压表为 Keithley2000 数字万用表,其允许误差为±( %× 示值+% × 量程)(1年)。 被测对象及其主要性能 II 级工作用镍铬- 镍硅热电偶,在 300-1100 ℃范围内误差不超过 ℃或士 0. 75 %。现以 1000 ℃测量情况为例分析不确定度。 测量参数与简单测量方法工作用镍铬- 镍硅热电偶在 300-1100 ℃间的热电动势是由其测量端在所需测量温度点、参考端 0℃的热电动势与二等标准铂铑 10- 铂热电偶在相同温度点的热电动势以及标准偶、被测偶微分热电动势得到的。用数字电压表可分别测量被测和标准热电偶在各测量温度点附近温度点(t’) 的热电动势 e被(t’)和e标(t’) ,由 e 标( t’)与已知的标准热电偶在各测测量温度点( t )的分度值 E 标( t )以及微分热电动势 s 标( t) ,可计算出测量时实际温度与所需测量温度点的差值△t ,由△t 、被测偶微分热电动势 s 被( t )以及e 被( t’)进一步计算出被测偶在所需测量温度点的热电动势 e 被( t)。 2 数学模型 e被(t)=e被(t' )+)()( )'()(tsts tetE 被标标标?式中: e被(t) -- 被测热电偶在需测量温度点 t 的热电动势; e被(t' ) -- 被测热电偶在测量时(温度为 t’)的热电动势; E 标(t) -- 标准热电偶在需测量温度点 t 的分度值; e 标(t' ) -- 标准热电偶在测量时(温度为 t’)的热电动势; s 标(t)、s被(t) -- 标准、被测热电偶在需测量温度点 t 的微分热电动势; 3 输入量的标准不确定度评定 输人量 e 被( t' )的标准不确定度 u(e 被)的评定输人量 e被(t') 的标准不确定度 u(e被) 不确定度来源于被测热电偶测量不重复性、数字电压表测量误差、检定炉温场分布不均、测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。 标准不确定度 u(e被1 )的评定输人量 e被(t') 的标准不确定度 u(e被1) 不确定度来源于被测热电偶测量不重复性, 采用 A类方法进行评定。因在任一温度点测量时,被测偶重复性情况类似,故对其在任一温度点 e被(t') 进行重复测量情况的分析,可代表其在其他温度点的测量重复性情况的分析。将一支Ⅱ级镍铬一镍硅热电偶用一支二等标准铂铑 10 一铂热电偶作标准对它在 1000 ℃的热电动势进行重复 10 次测量,测得数据为 41. 320 , 41. 320 , 41. 321 , 41. 322 , 41. 322 , 41. 322 , 41. 323 , 41. 324 , 41. 325 , 41. 324 mV 。则?e 被(t‘)? 单次实验标准差为: s1 =1 )'()'