温湿度传感器湿度测量结果的不确定度评定

带传感器温度变送器校准结果测量不确定度的评定

1、 概述

1.1、测量依据：JJF1183—2007《温度变送器校准规范》

1.2、计量标准：标准水银温度计，多功能校准仪FLUKE725

1.3、采用直接比较法测量带传感器的温度变送器，将温度变送器的输出信号换算成温度值与标准温度计值进行比较

1.4、被测对象：带传感器的温度变送器，测量范围（-50~350）℃，输出范围（4~20）mA

2、数学模型

])([00ItttIIIsmmdt （1）

式中：tI—变送器在温度t时的示值误差；

dI—变送器的输出电流值；

mI—变送器的输出电流量程；

mt—变送器的温度输入量程；

st—变送器的输入温度值；

0t—变送器输入的下限温度；

0I—变送器的输出电流的理论下限值；

3、方差与灵敏度系数

式（1）中dI，st互为独立，因而得：灵敏系数：dtIIc1=1

mmsttItIc2

故)()(22222smmdctutIIuu

4 标准不确定度分量评定（100℃为例） 4.1、标准水银温度计读数分辨力（估读）引入的标准不确定度)(1btu，用B类标准不确定度评定。

标准水银温度计的读数分辨力为其分度值的1/10，即0.01℃，则不确定度区间半宽为0.01℃，按均匀分布计算，

)(1btu=0.01/30.006℃

4.2、由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度)(2btu，用B类标准不确定度评定。

恒温槽温场最大温差为0.02℃，则不确定度区间半宽为0.01℃,按均匀分布处理。

)(2btu＝0.01/30.006℃

4.3、恒温槽温度波动引入的标准不确定度)(3btu，用B类标准不确定度表示。

恒温槽温场稳定性为0.04℃/10min,则不确定度区间半宽为0.02℃,按均匀分布计算，

机械式温湿度计测量不确定度评定

一. 概述

1.1 校准依据：JJF205-2005《机械式温湿度计检定规程》

1.2 环境条件：环境温度：(15～25)℃,波动不超过±3℃/h；相对湿度：不大于75％RH 。

1.3 校准标准：

（1）精密露点仪；温度,测量范围(0～50)℃，MPE:±0.1℃；湿度,测量范围（30～95）%RH，

MPE:0.1%RH（k=2）。

（2）温湿度检定箱：温度，范围(0～50)，U=0.1℃(k=2)；湿度,测量范围（30～95）%RH，U=1.1%RH

(k=2)。

1.4 被测对象：机械式温湿度计。

二、温度测量不确定度评定

2.1 测量过程：将精密露点仪的传感器的测量端放于温湿度检定箱中间位置，被校机械式温湿度

计放在温湿度检定箱有效位置。调节温湿度检定箱的温度达到校准温度，并处于稳定状态后开始

读数记录，温度示值误差是在机械式温湿度计温度示值与精密露点仪温度示值之差。

2.2 数学模型

ΔT=T—T

B—d

1

式中：

ΔT—温度示值误差，℃；

T—被校机械式温湿度计温度示值，℃；

T

B—精密露点仪温度示值，℃；

d

1—标准器温度修正值，℃。

2.3合成方差和灵敏系数

由于T、

T

B、d

1相互独立，可得

c

1=∂ΔT/∂T=1，c

2=∂ΔT/ ∂T

B =-1，c

2=∂ΔT/ ∂d

1=-1

2.4各不确定度分量计算

2.4.1输入量T

重复性引入的不确定度u(T)

当检定箱校准温度为20℃时，读取温度值，共计15次，见下表：

组号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

测量

值℃

s(t

d)=

1)TT(2



n=℃

则u(T)=

s(T)=

=℃

2.4.2温度标准器引入的不确定度u(T

B)

温度校准装置引入的不确定度有两部分：

（1）精密露点仪修正值引入的不确定度：型号为S-1S-8的精密露点仪的修正值的最大允许

误差为±0.1℃，区间半宽度为0.1℃，其为均匀分布,则其标准不确定度为:

环境试验设备温度校准不确定度分析

1、概述

1.1 测量依据：JJF 1101-2019《环境试验设备温度、湿度校准规范》

1.2 测量环境条件：

温度：（15～35）℃；

相对湿度：≤85%RH；

气压：（80～106）kPa。

1.3 测量标准：温湿度试验设备自动检定系统Vtest 1101X：温度：（-30～100）℃：U=0.10℃（k=2）、（100～300）℃：U=0.14℃（k=2）、（300～600）℃：U=1.1℃（k=2）、（600～1000）℃：U=1.1℃（k=2）、湿度：（30～100）%RH：U=1.1%RH（k=2）。

1.4 环境试验设备温度、湿度校准装置由输入、输出单元组成；输入信号包括热电阻，热电偶，湿度传感器。输出单元为电脑采集及显示器。校准时按校准规范规定布放温湿度传感器，将试验设备的温、湿度控制器设定到所要校准的标称温、湿度，使设备正常工作。试验设备的温、湿度控制器稳定后开始采集数据，每2min记录所有测试点的温、湿度一次，共测试15次，计算该组数据的波动性、均匀性、温度偏差。

2.测量模型

2.1温度上偏差公式

∆𝑡𝑚𝑎𝑥=𝑡𝑚𝑎𝑥−𝑡𝑠

式中：∆𝑡𝑚𝑎𝑥 ——温度上偏差，℃；

𝑡𝑚𝑎𝑥 ——各测量点规定时间内测量的最高温度，℃；

𝑡𝑠 ——设备设定温度，℃；

2.2相对湿度上偏差公式

∆ℎ𝑚𝑎𝑥=ℎ𝑚𝑎𝑥−ℎ𝑠

式中：∆ℎ𝑚𝑎𝑥 ——相对湿度上偏差，%；

ℎ𝑚𝑎𝑥 ——各测量点规定时间内测量的最高相对湿度，%；

ℎ𝑠 ——设备设定相对湿度，%；

3.测量不确定度来源和标准不确定度评定

3.1温度、相对湿度测量重复性引入的标准不确定度分量u1

在重复性条件下，对温度：20℃、100℃、300℃；相对湿度：30%RH、50%RH、70%RH、90%RH每个校准点重复测量10次，得到的测量值列如下：

探空仪温度、湿度静态测量不确定度分析

概述

不确定度是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度，它是测量结果质量的指标。不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

湿度是基本的环境参量之一，其准确测量关系到气象观测预报、 气候研究、 水文学、 农业、 航空等各领域。 常见的湿度测量方法有动态法（双压法、 双温法、 分流法）、 静态法（饱和盐法、 硫酸法）、

干湿球法、 露点法和电子式传感器法等。电子式湿度传感器于20世纪90年代兴起，由于具有测量准

确、 显示明确、 重复性好的特点，近年来得到广泛应用。目前我国有数十个海洋台站配置了芬兰 VAISALA

公司生产的HMP45D 温湿一体化传感器，用于自动气象观测站进行湿度的测量。本文依据JJF 1076- 2001

《湿度传感器校准规范》，开展温湿度传感器相对湿度示值误差的校准试验研究，并根据JJF1059- 1999 《测量不确定度评定与表示》的要求，给出其测量结果的不确定度评定方法和步骤。

测量不确定度和标准不确定度

表征合理的赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，称为测量不确定度。这是

JJF1001 -1998《通用计量术语及定义》中,对其作出的最新定义。测量不确定度是独立而又密切与测量结果相联系的、表明测量结果分散性的一个参数。在测量的完整的表示中，应该包括测量不确定度。

测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度，如用说明了置信水准的区间的半宽度的表示方法则成为扩展不确定度。

不确定度的 A类 、B类评定及合成

由于测量结果的不确定度往往由多种原因引起的，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标