温度二次仪表的测量不确定度的评定

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yunabc 2010-07-19 09:43: 数字温度指示仪表示值误差测量结果的不确定评定
1 概述
1.1 测量方法：依据JJG 617—1996《数字温度指示调节仪检定规程》。
1.2 环境条件：温度（(20±5)℃；相对湿度45%～75%RH。
1.3 测量标准：FLUKE 726 温度校准仪，测温范围0-1000℃，最大误差±0.5℃（配K型热电偶）。
1.4 被测对象：各种配K型热电偶的数字温度指示仪表（以下简称仪表），总的测量范围从0℃～+1000℃。本次评定的对象为分辨率为1℃的仪表：测量范围（0-400）℃，最大允许误差⊿d=±1%FS=±4℃。
1.5 测量过程：A）按JJG617-1996中“输入基准法”进行检定。在测量范围内选择5个测量点，包括上限值和下限值内基本均等。分辨力为1℃的仪表为0,100,200,300 400(℃)。
B）从下限值开始进行两个循环的测量，以两个循环测量的平均值计算示值误差，作为测量结果。
1.6 评定结果的使用：在符合上述条件的情况下，可以根据仪表的分辨力、配用热电偶的类型和测量范围，采用本不确定度的评定方法给出相应的评定结果。

2 数学模型
∆t=t_d-t_s
式中：∆t——仪表的示值误差；
m——仪表的显示值；
m_s——温度校准仪设置的温度值。

3 输入量标准不确定度评定
3.1 输入量t_d的标准不确定度u(t_d)的评定
输入量t_d的不确定度来源主要有两部分：测量重复性和仪表的分辨力。
3.1.1测量重复性导致的标准不确定度u(t_d1)
u(t_d1)可以用“示值基准法”在同一个转换点上通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。不同分辨力的仪表具有不同的测量重复性。
在100℃同一转换点上连续10次测量，得到测量列为100.1, 100.0, 100.2, 100.2, 100.1, 100.2, 100.1, 100.2, 100.2, 100.1℃。平均值为
(t_d ) ̅=1/n ∑_(i=1)^n▒t_di =100.14℃
单次实验标准差
s=√((∑▒〖(t_di-(t_d ) ̅)〗^2 )/(n-1))=0.066℃
任选3台同类型仪表，对每一台在100℃处进行3组测量，各在重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如下表所示。

实验标准差s_j
(℃)
s_1 0.049s_2 0.066s_3 0.066
s_4 0.077s_5 0.040s_6 0.064
s_7 0.049s_8 0.046s_9 0.070

合并样本标准差s_p为
s_p=√(1/m ∑_(j=1)^m▒s_j^2 )=0.06℃

实际测量情况是在重复性条件下连续测量4次，以4次测量的平均值作为测量结果，则可得到
u(t_d1 )=s_p/√4=0.03℃

自由度
ν_1=∑_(j=1)^m▒ν_1j =9×(10-1)=81
3.1.2仪表分辨力导致的标准不确定度u(t_d2 )
u(t_d2)可以采用B类方法进行评定。由仪表分辨力导致的示值误差区间半宽为a=b/2；包含因子k= 。可靠性90%，自由度ν_2为50。因此，分辨力为1℃的仪表：
u(t_d2)=0.05/k=0.29℃。
3.1.3输入量t_d的标准不确定度u(t_d)计算
u(t_d )=√(u^2 (t_d1 )+u^2 (t_d2))
ν_eff=(u^4 (t_d))/((u^4 (t_d1))/ν_1 +(u^4 (t_d2))/ν_2 )
分辨力为1 ℃的仪表：u(t_d )=0.29℃， =50。
3.2 输入量t_s的不确定度u(t_s)的评定
输入量t_s的标准不确定度u(m_s)采用B类方法进行评定。
FLUKE 726 温度校准仪，测温在0-1000℃范围时，最大误差±0.5℃（配K型热电偶），其标准不确定度按矩形分布考虑，取k=√3，于是
u(m_s )=a/k=(0.5℃ )/√3=0.29℃
估计∆u(t_s)/u(t_s )为0.10，则自由度"ν" (t_s )=50。

4 合成标准不确定度的评定
4.1 灵敏系数
数学模型
∆t=t_d-t_s
灵敏系数
c_1=∂∆t/(∂t_d )=1
c_2=∂∆t/(∂t_s )=-1

4.2 标准不确定度汇总表
输入量的标准不确定度汇总于下表：
标准不确定度分量
u_i不确定度来源标准不确定度
℃c_i|c_i |•u_iν_i
u(t_d )0.2910.2950
u(t_d1)测量重复性0.03
仪表分辨力0.29
u(m_s)标准校准仪
温度设置误差0.29-10.2950

4.3 合成标准不确定度的计算
输入量m和m_s彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：
u_c^2 （∆t）=〖〗^2+〖〗^2
u_c （∆t）=√(〖0.29〗^2+〖0.29〗^2 )=0.41℃
4.3 合成标准不确定度的有效自由度为
ν_eff=(u_c^2 （∆t）)/(〖〗^4/"ν" (t_d ) +〖〗^4/"ν" (t_s ) )=100
5 扩展不确定度的评定
取置信概率95%，查t分布表得到t值为
t_95 （100）=1.984
扩展不确定度U_95为
U_95=t_95 （100）•u_c （∆t）=1.984×0.41=0.81℃

6 测量不确定度的报告与表示
游标卡尺示值误差测量结果的扩展不确定度为
U_95=0.8℃ ν_eff=100

7 校准测量能力
校准测量能力U可用k=2的扩展不确定度来表示
U=2u_c （∆t）=2×0.41℃=0.82℃

tgliuhong 2010-07-19 09:27: 没有内容啊，哪有啊

jasmine 2009-08-20 22:24: 是不是根据JJF1033-2008写的呀

yjrong 2008-11-29 10:46: 到论坛中"计量标准"中"JJF"中查找,有这个校准规范

xuyafeng 2008-11-29 10:43: 我有内容还可以

yjrong 2008-11-18 11:50: 我也不懂，呵呵

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