最新工业铂热电阻0℃电阻值测结果的不确定度评定
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工业铂热电阻示值误差的测量不确定度评定摘要;JJG229-2010《工业铂、铜热电阻》检定规程、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定及表示》,在温度为25℃,相对湿度为60%的条件下,用二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统对性能稳定的工业铂热电阻进行10次重复性测量,然后根据其示值误差的数学模型,通过对引起其不确定度的分量分析,进行标准不确定度的A类和B类评定,进而评定出汽车制动操纵力计示值误差测量结果不确定度。
关键词:不确定度1. 概述:工作用铂、铜热电阻检定工作由二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统完成,在规定环境条件下,将一支被检 B级 Pt100 工业铂热电阻与标准铂电阻温度计同时插入精密恒温水槽和100℃的精密恒温油槽中,待温度稳定后通过测量标准和被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值和。
1.数学模型检定点0℃,测量误差的数学模型:检定100℃,测量误差的数学模型:、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的温度偏差。
℃、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。
℃、——标准铂电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。
℃、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的标称电阻值。
Ω、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽中测得的0℃和在精密恒温油槽中测得的100℃时的电阻值。
Ω、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时电阻值对温度的变化率。
Ω / ℃、——标准铂电阻在0℃、100℃时电阻比值。
、——标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中的电阻比值。
、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的电阻值,、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的电阻值。
为标准工业铂热电阻在水三相点瓶中的电阻值。
工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定一、数学模型R(0℃)=R i-(dR/dT)t=0t it i=(R i*-R*(0℃))/(dR/dT)*t=0R i――被检热电阻在温度t i时的电阻值;(dR/dT)t=0――被检热电阻在0℃时电阻随温度的变化率;R i*、R*(0℃)――标准铂电阻在温度t i和0℃时的电阻值;(dR/dT)*t=0――标准热电阻在0℃时电阻随温度的变化率。
二、不确定度来源及分析1.测量重复性引入的不确定度u1的评定对被检铂热电阻进行了六次重复测量,其数据为(单位:Ω)100.0199 100.0206 100.0205 100.0205 100.0199 100.0193根据贝塞尔公式得:u1=2.07×10-4Ω2.二等标准铂电阻温度计不确定度引入的不确定度u2的评定根据检定规程,R tp*的检定周期不稳定性为5mK,转换成电阻为4.99×10-4Ω,呈正态分布,故其引入的不确定度为u2=4.99×10-4Ω/2=2.50×10-4Ω3.数字多用表引入的不确定度u3的评定因为数字多用表的不确定区间为±0.005%,则其半宽为100Ω×0.005%=0.005Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度为u3=0.005Ω/√3 =2.89×10-3Ω4.冰点槽引入的不确定度u4的评定冰点槽为我们自制,其同一水平面上的最大温差不大于0.01℃,换算成电阻值为0.01℃×0.391Ω/℃=3.91×10-3Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度u4为u4=3.91×10-3Ω/√3 =2.26×10-3Ω三、灵敏系数因为以上各量互为独立,故其灵敏系数为c1=1 c2=1 c3=1 c4=1四、不确定度分量一览表五、合成标准不确定度u c=√u12+u22+u32+u42 =3.68×10-3Ω六、扩展不确定度U=ku c=7.32×10-3Ω k=2。
工业铂热电阻测量结果的不确定度评估E1被测对象铂热电阻Pt100。
AA 级(或A 级、B 级及C 级),测量点:0℃和100℃,允许偏差见表E1。
表E1 允许偏差E2 测量标准E2.1 二等标准铂电阻温度计二等标准铂电阻温度计证书给出的参数如表E2所示。
表E2 二等标准铂电阻温度计证书给出的参数tW t SdW t S /dt0℃ 0.999968 0.0039898 100℃1.3927270.0038700R tp =24. 8437ΩE2.2 电测设备HY2003A 热电阻测量仪,测量范围(“0~220)Ω,分辨力0.1m Ω,MPE :±(0.01%读数+1.0m Ω)。
E3 测量方法:用比较法进行测量。
将二等标准铂电阻温度计与被检铂热电阻同时插入冰点和100℃的恒温槽中待温度稳定后通过测量标准与被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值R ’0和R ’100。
E4 数学模型检定点0℃,测量误差的数学模型:S ii W R t S t S S i t i t t dt dW W W dt dR R R t ∆-∆=---=∆==00000)/()/( (E1)检定点100℃,测量误差的数学模型:S hh W R t S t SS h t h t t dt dW W W dt dR R R t ∆-∆=---=∆==100100100100100)/()/( (E2) 式中符号的含义同正文。
从数学模型中可以观察到,0℃检定点的输入量有: R i ,R *i 、R *t p 和W S 0;100℃检定点的输入量有: R h ,R *h 、R *tp 和W S 100。
10001000)/()/()/()/(====t S t t S t t t dt dW dt dW dt dR dt dR 的不确定度很小,可以忽略不计。
E5 输入量Δt Ri 、Δt Rh 的标准不确定度u (Δt Ri )和u (Δt Rh )的评定有4个主要不确定度来源:R i 、R h 测量重复性,插孔之间的温差,电测设备,测量电流引起的自热。
工业铂电阻检定或校准结果的测量不确定度评定摘要:本文分别通过二等标准铂电阻温度计复现性、标准铂电阻温度计不稳定性、电测设备引入的标准不确定度、制冷恒温槽和油槽不均匀性、测量重复性等分别分析了工业铂电阻的不确定度。
1、测量方法二等标准铂电阻温度计标准装置用比较法分别检定工业铂热电阻/铜热电阻温度计在0℃/100℃或300℃温度点上的电阻值Ri(t℃),查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。
2、输出模型R(t)=Ri-(dR/dt)×Δt式中:Ri ——被检热电阻在温度ti时的电阻值(Ω);dR/dt——温度ti时电阻变化率(Ω/℃)。
Δt ——Δt=3、不确定度来源3.1 二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u13.2 标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u23.3 电测设备引入的标准不确定度u33.4 制冷恒温槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u43.5 测量重复性引入的标准不确定度u54、标准不确定度的评定4.1二等标准铂电阻温度计复现性引入的标准不确定度u1二等标准铂电阻温度计的传递标准,其符合正态分布。
二等标准铂电阻温度计在0℃时的不确定度为U=4mK,k=2;100℃时的不确定度为U=8.0mK,k=2。
则:0℃:u1=2.0mK;100℃:u1=4.0mK4.2二等标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2二等标准铂电阻温度计的稳定性在0℃时为10mK,100℃时为14mK,由于检定周期是两年,不确定度区间半宽按一半计算,按均匀分布。
则:0℃:u2=2.89mK ;100℃:u2=4.04mK4.3电测设备引入的标准不确定度u3数字多用表2000型,测量电阻档100Ω,测量精度为:Δ=±(0.008%×读数+0.001%×量程);4.3.1标准器电测设备引入的不确定度分量二等标准铂电阻温度计阻值分别为R(0℃)=25Ω、R(100℃)=35Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0030Ω、±0.0038Ω。
工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定摘要:以北京长城计量测试技术研究所提供的工业铂热电阻作为测量审核对象,对其进行测量并对其结果进行不确定度的评定,最后将测量结果及不确定度与参考值比较。
工业铂热电阻在0℃和100℃测测量不确定度分别为0.06℃,0.07℃,审核结论得出| En |≤1。
1.测量部分1.1测量标准:二等标准铂电阻温度计被测对象:Pt100工业铂热电阻1.2测量过程:用比较法进行测量。
将二等标准铂电阻温度计和被检工业铂热电阻同时放入恒温槽中,待恒温槽温度稳定后,通过测量标准与被检的值,进而计算得到被检热电阻的实际阻值,然后计算转化为温度值。
2.数学模型检定点0℃,数学模型:Δt= = Δti—Δti*检定点100℃,数学模型:Δt= =Δth—Δth*其中:Δt —被检热电阻的示值误差。
3.0℃测量结果不确定分析3.1 输入量Δti的不确定度u1的评定3.1.1对A级铂电阻进行三组18次重复性试验,合并样本标准偏差为= =10.03×10-4Ω实际测量以6次测量结果的平均值为测量结果,所以u(Ri1)= =4.10×10-4Ω.。
u(Δti1)= =0.0010℃3.1.2插孔间温度引入的标准不确定度分量u(Δti2)冰点槽插孔之间温差很小,可忽略不计故u(Δti2)=0.0000℃3.1.3由电测设备引入的标准不确定度分量u(Δti3)四点转换开关杂散热电势引入的不确定度相对很小,忽略不计。
热电阻测量仪的不确定度区间半宽为,100×0.01%+0.001=0.0110Ω,按均匀分布考虑u(Ri3)= =6.35×10-3Ω.。
u(Δti3)= =0.0162℃3.1.4自热引入的标准不确定度分量u(Δti4)电测设备供感温元件的测量电流为1mA,可作均匀分布,则u (Ri4)=1.15×10-3Ω.。
工业铂热电阻 测量结果的不确定度评定1. 概述1.1测量依据:JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。
1.2测量环境条件:温度(15~35)℃,湿度(30~80)%RH 。
1.3测量用标准器1.3.1二等标准铂电阻温度计 证书给出:tp R =25.0599Ω 重测数值:tp R =25.0590Ω 1.3.2电测设备数字多用表: ±(0.0050%*读数+0.0002%*量程)1.4 测量方法:比较法进行测量。
将二等标准铂电阻温度计与被检铂热电阻同时插入冰点和100℃、300℃的恒温油槽中待温度稳定后通过测量与被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值R ´0、R ´100和R /300.2、数学模型测量误差的数学模型:*tst si /dt)(dW W )/(i i st t t i t t W dt dR R R t ∆-∆=---=∆式中符号的含义同正文。
从数字模型中可以观察到,输入量有:i R ,*i R ,*tpR 和s t W 。
0)/(=t dt dR 、0t s t /dt)(dW =、100)/(=t dt dR 、100t s t /dt)(dW =、300)/(=t dt dR 、300t s t /dt)(dW =的不确定度很小,可以忽略不计。
3、输入量i t ∆的标准不确定度)(i t u ∆的评定有4个主要不确定度来源: 测量重复性,插孔之间的温差,电测设备,测量电流引起的自热。
3.1测量的重复性)(1i t u ∆——A 类不确定度a)检定0℃时的测量数据如下(Ω):99.9738、99.9737、99.9741、99.9736、99.9728、99.9731、99.9735、99.9740、99.9732、99.9737 算术平均值X =99.97355Ω单次实验标准差s =1)(1012--∑=n X X i i =4.09×104-Ω实际测量以6次测量值平均值为测量结果,所以)(1i R u =s/6=1.67×104-Ω,换算成温度)(1i t u ∆≈0.43mKb)检定100℃时的测量数据如下(Ω):138.4767、138.4777、138.4772、138.4778、138.4773、138.4779、138.4775、138.4769、138.4782、138.4769 算术平均值X =138.47741Ω单次实验标准差s =1)(1012--∑=n X X i i =4.93×104-Ω实际测量以6次测量值平均值为测量结果,所以)(1i R u =s/6=2.02×104-Ω,换算成温度)(1i t u ∆≈0.53mKc)检定300℃时的测量数据如下(Ω):212.0152、212.0166、212.0159、212.0163、212.0152、212.0145、212.0156、212.0159、212.0163、212.0154算术平均值X =212.01569Ω单次实验标准差s =1)(1012--∑=n X X i i =6.37×104-Ω实际测量以6次测量值平均值为测量结果,所以)(1i R u =s/6=2.60×104-Ω,换算成温度)(1i t u ∆≈0.73mK3.2插孔之间的温差引入的标准不确定度)(2i t u ∆——B 类不确定度 冰点槽插孔之间的温差很小,可以忽略不计.恒温油槽插孔之间的温场均匀度不差过0.01℃,检定过程中温度波动不大于±0.02℃/10min ,因标准和被检的时间常数不同,估计将有不大于0.01℃的迟滞。
工业铂电阻测量结果的不确定度评定【摘要】本文分别从二等标准铂电阻温度计的分度传递引入的标准不确定度、标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度、电测设备引入的标准不确定度、冰点槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度、测量重复性引入的标准不确定度分析评定了工业铂电阻测量结果的不确定度。
【关键词】工业;铂电阻;均匀度;重复性;不确定度1.输出量二等标准铂电阻温度计检定装置分别测出被检工业铂热电阻/铜热电阻温度计在0℃/100℃或300℃温度点上的电阻值Ri(t℃),查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。
2.输出模型R(t)=Ri-(dR/dt)×Δt式中:Ri——被检热电阻在温度ti时的电阻值(Ω)。
dR/dt——温度ti时电阻变化率(Ω/℃)。
Δt——Δt=3.标准不确定度的评定3.1二等标准铂电阻温度计分度传递引入的标准不确定度u1二等标准铂电阻温度计的传递标准,其符合正态分布。
二等标准铂电阻温度计在0℃时的不确定度为0mK;100℃时的不确定度为6.8mK。
取置信水平为0.99,k=2.58。
则:0℃:u1=0(mK);100℃:u1=6.8/2.58=2.64(mK)3.2二等标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2二等标准铂电阻温度计在0℃时为6mK,100℃时为4.65mK,其符合正态分布。
取置信水平为0.99,k=2.58则:0℃:u2=6/2.58=2.32(mK);100℃:u2=4.65/2.58=1.80(mK)3.3电测设备引入的标准不确定度u3数字多用表34420A测量电阻档100Ω,测量精度为:Δ=±(0.0060%×读数+0.0002%×量程);二等标准铂电阻温度计阻值分别为R (0℃)=25Ω、R(100℃)=35Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为:±0.0017Ω、±0.0023Ω。
而标准电阻温度计在0℃的(dR/dt)=0.0999Ω/℃、100℃的(dR/dt)=0.0969Ω/℃。
工业铂热电阻测量结果的不确定度评估E1被测对象铂热电阻Pt100。
AA级(或A级、B级及C级),测量点:0℃和100℃,允许偏差见表E1。
表E1 允许偏差E2 测量标准E2.1 二等标准铂电阻温度计二等标准铂电阻温度计证书给出的参数如表E2所示。
表E2 二等标准铂电阻温度计证书给出的参数E2.2 电测设备HY2003A热电阻测量仪,测量范围(“0~220)Ω,分辨力0.1mΩ,MPE:±(0.01%读数+1.0mΩ)。
E3 测量方法:用比较法进行测量。
将二等标准铂电阻温度计与被检铂热电阻同时插入冰点和100℃的恒温槽中待温度稳定后通过测量标准与被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值R’0和R’100。
E4 数学模型检定点0℃,测量误差的数学模型:(E1)检定点100℃,测量误差的数学模型:(E2)式中符号的含义同正文。
从数学模型中可以观察到,0℃检定点的输入量有:Ri,R*i、R*t p和WS0;100℃检定点的输入量有: Rh,R*h、R*tp和WS100。
的不确定度很小,可以忽略不计。
E5 输入量ΔtRi、ΔtRh的标准不确定度u(ΔtRi)和u(ΔtRh)的评定有4个主要不确定度来源:Ri、Rh测量重复性,插孔之间的温差,电测设备,测量电流引起的自热。
E5.1测量的重复性u(Ri1)和u(Ri2)——(A类不确定度)以A级铂热电阻的三组24次重复性试验为例:a) 0℃合并样本标准差sp为:sp=6.14×10-4Ω。
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以=3.07×10-4 。
换算成温度:mK,ν1=69b) 100℃合并样本标准差sp为:sp=4.34×10-3Ω。
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以=2.17×10-3 。
换算成温度:mK,ν1=69E5.2 插孔之间的温差起入的标准不确定度u(ΔtRi2)和u(ΔtRh2)——(B 类不确定度)冰点槽插孔之间的温差很小,可以忽略不计。
工业热电阻测量结果不确定度评定摘要:热电阻作为准确度较高的温度测量一次仪表在工业生产线上大量使用,依据JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻校准规程》规范要求和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》以及GJB 3756A-2015《测量不确定度的表示与评定》等标准,对工业热电阻测量结果不确定度进行评定,为后期研究奠定基础。
关键词:工业热电阻,测量结果,不确定度Uncertainty assessment of industrial RTD measurementsPeng zhui Xu fan引言热电阻是常用的一种温度传感器,其测温原理是基于金属导体的电阻值随温度的变化而变化这一特性进行温度测量的,其主要特点是测量精度高,性能稳定,被广泛应用于工业测温。
本文主要研究的是工业热电阻校准时测量结果不确定度的相关问题。
1概述1.1 测量依据:JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻检定规程》。
1.2 环境条件:温度(15~25)℃,相对湿度≤80%,无电磁干扰。
1.3 测量设备:二等标准铂电阻温度计、位数字多用表、数据采集系统、恒温槽。
1.4 被测对象:工业铂电阻(Pt100,B级)。
1.5 测量过程:采用比较法进行测量,将二等标准铂电阻温度计和被校工业热电阻同时插入恒温槽中。
恒温槽设定到预定的校准点,系统开始升温、控温,当测量端达到热平衡时,系统自动采集、计算数据。
2 数学模型==(1)式中:▔温度时被校的实际电阻值;▔温度附近℃时被校测得的电阻值;▔温度时被校温度计电阻随温度的变化率;▔校准槽温度偏离校准值;▔t温度时标准温度计的电阻值;▔℃时标准温度计测得的电阻值;▔温度时标准温度计电阻值随温度的变化率。
3 方差公式和灵敏度系数将式(1)对各输入量求偏导得:合成方差为(2)4 标准不确定度分量分析计算4.1 输入量R x的标准不确定度评定4.1.1 电测设备引入的不确定度分量电测设备使用位数字多用表,选择100Ω挡,以年指标记,数字多用表技术说明书中,其最大允许误差为a=±(52×10-6×读数+9×10-6×量程),按均匀分布处理,以半区间a计入,则:在校准0℃时:u1.1(0℃)=9.01mK在校准100℃时:u1.1(100℃)=12.34mK4.1.2 恒温槽插孔之间温差引入的不确定度分量规程规定恒温槽插孔之间的最大温差不大于0.01℃,校准过程中温度波动不超过±0.02℃/10min,允许有不大于0.01℃的迟滞,按均匀分布可得:u=8.16mK1.24.1.3 控温波动引入的不确定度分量规程规定温度变化每10min不超过0.04℃,实际校准中整个读数过程约需2min,以半区间0.02℃计入,按均匀分布处理,则:u1.3=16.33mK4.1.4 重复性引入的不确定度分量采用A类评定方法,用同一支被测电阻,在重复条件下测量8次,根据公式:S=单计算得:在校准0℃时:u1.4(0℃)=4.53mK在校准100℃时:u1.4(100℃)=14.26mK4.1.5 转换开关寄生热电势引入的不确定度分量按规程规定转换开关寄生热电势不大于1.0µV,通过热电阻的电流应不大于1mA,经验一般约有2mΩ的影响,按均匀分布处理,则:u1.5=1.16mΩ换算成温度:在校准0℃时:u1.5(0℃)=2.94mK在校准100℃时:u1.5(100℃)=3.03mK4.1.6 输入量R x的标准不确定度u(t被)根据公式u(R X)=计算得:在校准0℃时:u(R X)=21.1mK在校准100℃时:u(R X)=26.4mK4.2 输入量ΔR*的标准不确定度评定4.2.1 二等标准铂电阻温度计R tp稳定性引入的不确定度分量二等标准铂电阻温度计R tp在校准周期内变化不超过±10mK,按均匀分布计入,则:u2.1=5.77mK4.2.2 电测设备引入的不确定度分量电测设备使用位数字多用表,选择100Ω挡,以年指标记,数字多用表技术说明书中,其最大允许误差为a=±(52×10-6×读数+9×10-6×量程),按均匀分布处理,以半区间计入,则:在校准0℃时:u2.2(0℃)=3.3mK在校准100℃时:u2.2(100℃)=4.2mK4.2.3 标准铂电阻温度计和引入的不确定度分量根据标准铂电阻温度计校准规程对二等标准铂电阻温度计的稳定性要求,和在周期内变化分别不超过±10mK和±14mK,按均匀分布计入,则:在校准0℃时:u2.3=5.77mK在校准100℃时:u2.3=8.08mK4.2.4 标准铂电阻温度计自热引入的不确定度分量根据规程规定,二等标准铂电阻温度计自热允许值不大于4mK,按均匀分布,则:u2.4=2.31mK4.2.5 输入量ΔR*的标准不确定度u(ΔR*):根据公式u(ΔR*)=计算得:在校准0℃时:u(ΔR*)=9.1mK在校准100℃时:u(ΔR*)=11.0mK4.3 标准不确定度分量汇总标准不确定度分量汇总一览表标准铂电阻温度计的和5 合成标准不确定度计算由于各输入量独立不相关,根据方差合成公式:可计算出u c:在校准0℃时:u c=22.98mK在校准100℃时:u c=28.62mK6 扩展不确定度计算取包含因子k=2,则:在校准0℃时:U=k×u c=45.96mK在校准100℃时:U=k×u c=57.24mK结语本文参照JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻校准规程》规范要求和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》以及GJB 3756A-2015《测量不确定度的表示与评定》等规范,对工业热电阻测量结果不确定度进行了评定,分析引入的不确定度的不同来源,确定最终能够造成测量不确定度的主要影响因素,并计算得到合成不确定度和扩展不确定度,为后续的研究奠定了一定的理论基础。
工业铂热电阻0℃电阻值测结果的不确定度评定工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定一、数学模型R(0℃)=R i-(dR/dT)t=0t it i=(R i*-R*(0℃))/(dR/dT)*t=0R i――被检热电阻在温度t i时的电阻值;(dR/dT)t=0――被检热电阻在0℃时电阻随温度的变化率;R i*、R*(0℃)――标准铂电阻在温度t i和0℃时的电阻值;(dR/dT)*t=0――标准热电阻在0℃时电阻随温度的变化率。
二、不确定度来源及分析1.测量重复性引入的不确定度u1的评定对被检铂热电阻进行了六次重复测量,其数据为(单位:Ω)100.0199 100.0206 100.0205 100.0205 100.0199 100.0193 根据贝塞尔公式得:u1=2.07×10-4Ω2.二等标准铂电阻温度计不确定度引入的不确定度u2的评定根据检定规程,R tp*的检定周期不稳定性为5mK,转换成电阻为4.99×10-4Ω,呈正态分布,故其引入的不确定度为u2=4.99×10-4Ω/2=2.50×10-4Ω3.数字多用表引入的不确定度u3的评定因为数字多用表的不确定区间为±0.005%,则其半宽为100Ω×0.005%=0.005Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度为u3=0.005Ω/√3 =2.89×10-3Ω4.冰点槽引入的不确定度u4的评定冰点槽为我们自制,其同一水平面上的最大温差不大于0.01℃,换算成电阻值为0.01℃×0.391Ω/℃=3.91×10-3Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度u4为 u4=3.91×10-3Ω/√3 =2.26×10-3Ω三、灵敏系数因为以上各量互为独立,故其灵敏系数为c1=1 c2=1 c3=1 c4=1四、不确定度分量一览表五、合成标准不确定度u c=√u12+u22+u32+u42 =3.68×10-3Ω六、扩展不确定度U=ku c=7.32×10-3Ω k=2。
标准铂电阻温度计测量结果不确定度评定本文在0-429.527℃温度范围内以一等标准铂电阻温度计检定二等标准铂电阻温度计为例来分析标准铂电阻温度计在水三相点、锌凝固点、锡凝固点的测量结果不确定度。
标准铂电阻温度计是传递-189.3442℃~660.323℃温度范围内国际温标的内插仪器,0-429.527℃温度范围是经常使用的温度范围。
二等标准铂电阻温度计在很多企业、事业单位特别是计量、电力、热工等行业被广泛应用,其准确可靠甚为重要,本文以一等标准铂电阻温度计检定二等标准铂电阻温度计为例来分析标准铂电阻温度计的测量结果不确定度。
标准铂电阻温度计在0-429.527℃温度范围的检定工作是在三个固定点中进行的,这三个固定点分别为:水三相点、锡凝固点、锌凝固点。
水三相点是国际温度定义的固定点,其测量的电阻值即为该温度点的测量结果;而其它固定点的测量结果是用W=f(R,Rtp)=R/Rtp表示的,与水三相点的电阻值有关,其测量结果不确定度分量与水三相点的不确定度分量是不一样的。
本文对二等标准铂电阻温度计的测量结果不确定度评定分为:水三相点的标准不确定度评定与其它固定点的标准不确定度评定。
水三相点的标准不确定度评定水三相点是国际温度定义的固定点,其测量值即为其测量结果。
1、二等标准铂电阻温度计在水三相点测量的标准不确定度①二等标准铂电阻温度计在水三相点分度的复现性u1二等标准铂电阻温度计在水三相点检定过程中,受电测仪器噪声的影响以及复现过程的不重复性,二等标准铂电阻温度计的短期不稳定性等因素,会导致温度计在水三相点的不确定度,根据反复测量多支温度计检测数据的统计,二等标准铂电阻温度计在水三相点的短期复现性为0.5mK,则A类标准不确定度u1=0.5mK。
②二等标准铂电阻温度计在测量时的自热影响u2温度计在测量时,通过的电流为1mA,通过对多支温度计自热的测量数据外推和不外推的结果比较与统计,自热效应引起的标准不确定度为u2=0.30mK。
工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定
1 一、 数学模型
2 R (0℃)=R i -(dR/dT )t=0t i
3 t i =(R i *-R *(0℃))/(dR/dT )*t=0
4 R i ――被检热电阻在温度t i 时的电阻值;
5 (dR/dT )t=0――被检热电阻在0℃时电阻随温度的变化率;
6 R i *、R *(0℃)――标准铂电阻在温度t i 和0℃时的电阻值;
7 (dR/dT )*
t=0――标准热电阻在0℃时电阻随温度的变化率。
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二、 不确定度来源及分析 9
1.测量重复性引入的不确定度u1的评定 10
对被检铂热电阻进行了六次重复测量,其数据为(单位:Ω) 11
100.0199 100.0206 100.0205 100.0205 100.0199 100.0193 12
根据贝塞尔公式得:u1=2.07×10-4Ω 13
2.二等标准铂电阻温度计不确定度引入的不确定度u2的评定 14
根据检定规程,R tp *的检定周期不稳定性为5mK ,转换成电阻为4.99×10-4Ω,呈正态15
分布,故其引入的不确定度为 16
u2=4.99×10-4Ω/2=2.50×10-4Ω 17
3.数字多用表引入的不确定度u3的评定
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因为数字多用表的不确定区间为±0.005%,则其半宽为
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100Ω×0.005%=0.005Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度为
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u3=0.005Ω/√3 =2.89×10-3Ω
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4.冰点槽引入的不确定度u4的评定
冰点槽为我们自制,其同一水平面上的最大温差不大于0.01℃,换算成电阻值为
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0.01℃×0.391Ω/℃=3.91×10-3Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度u4为25
u4=3.91×10-3Ω/√3 =2.26×10-3Ω
三、灵敏系数
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因为以上各量互为独立,故其灵敏系数为
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c1=1 c2=1 c3=1 c4=1
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四、不确定度分量一览表
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五、合成标准不确定度
u
c =√u12+u22+u32+u42 =3.68×10-3Ω
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六、扩展不确定度
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U=ku
c =7.32×10-3Ω k=2
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