機械式溫濕度計溫度、濕度示值誤差的測量不確定度評定
2016-01-01 00:00:00李思忍
水能經濟 2016年2期
【摘要】本文主要闡述了機械式溫濕度計的溫度和濕度示值誤差的不確定度的來源和評定的方法，對于用通風干濕表作為標準來檢定機械式溫濕度計具有一定的指導意義。
【關鍵詞】溫度；濕度；不確定度；溫濕度計
1、概述
依據JJG205-2005《機械式溫濕度計檢定規程》，用二級電動通風干濕表作為標準器和機械式溫濕度計放置于溫濕度檢定箱的中心，依據比較法進行檢定。
2、數學模型
2.1 溫度部分
被測溫濕度計的誤差△T的計算公式為：
△T=T-TB-d1
因為現實檢定工作中會有不確定因素的存在，除了讀數的重復性不確定因素以外，還有溫度的均勻性引入的不確定因素，溫度的波動引入的不確定因素，還有分辨力引入的不確定因素等，都要考慮進去。所以得出以下數學模型：
2.2 濕度部分
被測溫濕度計的誤差△H的計算公式為：
2.3 方差和靈敏度系數
2.3.1溫度部分
由于各輸入量相互獨立，由（1）式可得：
由于各輸入量相互獨立，由（1）式可得：
靈敏系數=====1，=-1
2.3.2 濕度部分
由于各輸入量相互獨立，由（2）式可得：
靈敏系數=====1，=-1
3、輸入量標準不確定度的評定
因為不確定度的評定是對整個溫濕度檢定系統進行評定的。所以在任一檢定點測量任一種溫濕度計的情況類似，故以機械式溫濕度計在溫度為20℃和濕度為40%RH的測量情況為例進行分析，可代表其他檢定點的測量不確定度情況的分析
3.1 溫度部分不確定度的評定
3.1.1 主標準器傳遞引入的標準不確定度
主標準器檢定合格，標準器的允許誤差為±0.1℃，均勻分布，故=0.1/=0.06℃
3.1.2 標準不確定度的評定
標準不確定度不確定度源于被檢溫濕度計測量重復性。采用A類方法進行評定。
用電動通風干濕表對機械式溫濕度計在20℃進行重復10次測量，：（℃）
≈ 0.1℃=
3.1.3 標準不確定度的評定
標準不確定度不確定度源于電動數字式通風干濕表的測量重復性。采用A類方法進行評定。在20℃進行重復10次測量：（℃）
≈ 0.07℃=
3.1.4 標準不確定度的評定
標準不確定度由溫場溫度的波動影響引起。根據檢定條件要求，測量時溫場的溫度變化不大于±0.2℃，0.2℃為半區間， 均勻分布，包含因子為，則：
=0.2℃/=0.12℃
3.1.5 標準不確定度的評定
標準不確定度由溫場溫度的均勻性影響引起，根據檢定條件要求，測量時溫場的溫場差不大于0.3℃，0.3℃為半區間， 均勻分布，包含因子為，則：
=0.3℃/=0.17℃
3.1.6 標準不確定度的評定
標準不確定度由被測溫濕度計的分辨力影響引起，被測溫濕度儀表的分辨力是1℃，估讀到1/10，所以半區間為0.05℃， 均勻分布，包含因子為，則：
=0.05℃/=0.03℃
3.1.7 不確定度分量一覽表
3.1.8 合成標準不確定度
0.25℃
3.1.9 計算擴展不確定度
U95=k=2×0.25=0.5℃ ， k=2
所以在20℃時的擴展不確定度為0.5℃
3.2 濕度部分不確定度的評定
3.2.1 主標準器傳遞引入的不確定度
主標準器檢定合格，標準器的允許誤差為±1.0%RH（40～70）%RH，均勻分布，故
=1.0/=0.6%RH
3.2.2 標準不確定度分量的評定
不確定度分量不確定度源于被檢溫濕度計測量重復性。采用A類方法進行評定。
用電動通風干濕表對機械式溫濕度計在40%RH進行重復10次測量：（%RH）
≈ 0.13 %RH= ，
3.2.3 標準不確定度分量的評定
不確定度分量不確定度源于電動數字式通風干濕表的測量重復性。采用A類方法進行評定。在20℃進行重復10次測量：（%RH）
≈ 0.12℃=
3.2.4 標準不確定度分量的評定
不確定度分量由溫場濕度的波動影響引起。根據檢定條件要求，測量時溫場的濕度變化不大于±0.8%RH，0.8%RH為半區間， 均勻分布，包含因子為，則：
=0.8%RH /=0.5%RH
3.2.5 標準不確定度分量的評定
不確定度分量由溫場濕度的均勻性影響引起，根據檢定條件要求，測量時溫場的濕度差不大于1%RH，0.3%RH為半區間， 均勻分布，包含因子為，則：
=1℃/=0.6%RH
3.2.6 標準不確定度分量的評定
不確定度分量由被測溫濕度計的分辨力影響引起，被測溫濕度儀表的分辨力是1%RH，0.1%RH為半區間， 均勻分布，包含因子為，則：
=0.05%RH /=0.03%RH
3.2.7 不確定度分量一覽表
3.2.8 合成標準不確定度
=0.94%RH
3.2.9 計算擴展不確定度
U95=k=2×0.94=1.9%RH ， k =2
所以在40%RH時的擴展不確定度為2.4%RH。
