數字溫度指示調節儀檢定結果的不確定度評定

何飛 章璠 朱煒

(1.富陽市質量計量監測中心,浙江富陽 311400; 2.杭州市質量技術監督檢測院,浙江杭州 310019)

數字溫度指示調節儀檢定結果的不確定度評定

何飛1章璠1朱煒2

(1.富陽市質量計量監測中心,浙江富陽 311400; 2.杭州市質量技術監督檢測院,浙江杭州 310019)

根據筆者多年從事溫度二次儀表、溫濕度儀表的檢定/校準經驗,以配熱電阻溫度指示調節儀為例,對數字溫度指示調節儀檢定結果的測量不確定度評定進行了詳細分析,為從事數字溫度指示調節儀計量檢定/校準的同行提供參考。

數字溫度指示調節儀 熱電阻 不確定度

數字溫度指示調節儀能快速準確測量和顯示溫度值，提供數據信息供打印記錄和數據。隨著科學技術的發展，數字溫度指示調節儀已廣泛用于計量、科研和生產各個領域[1]。筆者從事溫度二次儀表檢定工作多年，結合JJG617-1996《數字溫度指示調節儀》的檢定方法，對數字溫度指示調節儀校準結果的測量不確定度評定進行了詳細分析，以供從事數字溫度指示調節儀計量檢定/校準的同行參考。

1 概述

測量依據：JJG617-1996《數字溫度指示調節儀》，按其中“輸入基準法”進行測量[2]。

測量環境：溫度(20±5)℃；相對濕度45%～75%RH。

測量標準：用直流電阻箱作為測量標準，選用ZX54直流電阻箱。它的主要技術指標如表1所示。

注：ZX54直流電阻箱為0．01級電阻器，對應于熱電阻各溫度點的阻值折算成溫度的最大允許誤差列于表1。

1.1 被測對象

本次評定的對象為XMT-102型，Pt100分度值，測量范圍(0～500)℃，分辨力b=1℃的數字溫度指示調節儀。

1.2 測量過程

表1 ZX54直流電阻箱主要技術指標

表2 用ZX54直流電阻箱作為標準器時的u(ts)

按JJG617-1996中“輸入基準法”進行檢定。在測量范圍內選擇5個測量點，包括上限值和下限值在內基本均等0，100，200，300，500(℃)。

2 數學模型[3]

Δt=td-ts

式中：Δt——儀表的示值誤差；td——儀表的顯示值；ts——標準器電阻示值對應的溫度值。

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1 輸入量td的標準不確定度u(td)的評定

輸入量td的不確定度來源主要有兩部分：測量重復性和儀表的分辨力。

3.1.1 測量重復性導致的標準不確定度u(td1)

u(td1)可以用“輸入基準法”在同一個測量點上通過連續測量10次得到，采用A類方法進行評定。

在300℃同一個測量點上進行連續10次測量，得到測量列為300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，300℃，平均值為300℃。

表3 標準不確定度匯總表

表4 各測量點的擴展不確定度數據

3.1.2 儀表分辨力導致的標準不確定度u(td2)

u(td2)可以采用B類方法進行評定。由儀表分辨力b導致的示值誤差區間半寬為a=b/2；包含因子因此，

u(td2)=0．5/k=0．29℃。

3.2 輸入量ts的標準不確定度u(ts)的評定

輸入量ts的不確定度主要來自標準器的示值誤差。溫、濕度影響和連接導線的影響可以忽略不計。

用ZX54直流電阻箱作為標準器時標準不確定度u(ts)可以采用B類評定方法進行評定。

根據ZX54直流電阻箱輸出信號的大小和熱電阻類型，查表1的Δ。按均勻分布考慮。結果見表2。

本例儀表各測量點的u（ts）：

u(0)=u(100)=0．02(℃)；

u(200)=u（300）=0．03(℃)；

u(500)=0．05(℃)；

4 合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數

4.2 標準不確定度匯總表(見表3)

4.3合成標準不確定度的計算

輸入量td及ts相互間彼此獨立，所以合成標準不確定度可按下式得到：

5 擴展不確定度的評定

一般情況下，k取2，擴展不確定度U=k·uc(Δt)，則各測量點的擴展不確定度見表4。

[1]池安娜.數字溫度指示調節儀的故障檢查及排除方法[J].計量與測試技術,2005,32(2).

[2]上海市質量技術監督局.JJG617-1996數字溫度指示調節儀[S].出版地:中國計量出版社,1996.

[3]中國計量科學研究院.JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示

[S].出版地:中國計量出版社,1999.

何飛(1982.3)女,漢,浙江富陽人,工程師,職務:主任助理,主要研究長度與流量方向。

章璠 (1977.10),男,漢,浙江富陽人,工程師,職務:主任,主要研究計量與標準化。