模拟式温度指示控制仪不确定度3

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模拟式温度指示调节仪示值误差测量结果不确定度评定

1.概述

1.1测量依据：JJG951-2000模拟式温度指示调节仪检定规程。 1.2环境条件：温度20.2℃，相对湿度 41%。 1.3测量标准：FLUKE724过程校验仪。

1.4被测对象：模拟式温度指示仪：2.5级，范围（0-300）℃，配E 分度热电偶，最大允许差±7.5℃

1.5测量方法：采用直接测量法。FLUKE724多功能校验仪可模拟多种型号的热电偶直接输

出温度值。FLUKE724输出标准温度值，读取模拟式温度指示仪的显示值即可。模拟式温度指示仪在测量范围内选择多个测量点包括上限值和下限值在内基本均等。一般选点0，100，200，300，（℃），进行上、下限3个循环的测量，

2. 数学模型

△t = td – ts+ e

式中：△t——温度表示值误差 td——温度表示值

ts——FLUKE724多功能校准器的输出温度值

e——补偿修正值

3. 各输入量的标准不确定度评定 3.1输入量td的标准不确定度u(td)的评定

输入量td的标准不确定度u(td)主要来源于：测量重复性和仪表分辨率 3.1.1测量重复性引入的标准不确定度u(td1)

由于本测量系统稳定与典型案例测试程序相同，预先在200℃点，进行10次重复性测量，由贝塞尔公式计算单次实验标准差为 S（ti）=0.24℃ 这次实际重复3次测量，算术平均值作为本次被测量的估计。

u(td1)= S（ti）=S（ti）/3=0.139℃, 其他校准点相同。 3.1.2 仪表分辨率引入的标准不确定度u(td2)

温度仪表分辨率为5℃，故其估读1/10℃分辨率为0.5℃，属于均匀分布，取k=3。

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则 u(td2) = 0.5/3= 0.29℃

由于仪表分辨力引入不确定度分量大于重复性影响，因此输入量td的标准不确定度取u(td)=0.29 ℃

3.2 输入量tS的标准不确定度u（tS）的评定

tS的标准不确定度主要来源于FLUKE724多功能校准器的允差和分辨力。 3.2.1 FLUKE724的不确定度引入的标准不确定度u（tS1）

由FLUKE724技术手册得,MPE:±(0.02%读数+2字），FLUKE724模拟E型热电偶输出温度300℃时，为21mv ：即±（0.02%×21 +0.02）mv=±0.024mv相当于 ±0.31℃，均匀分布，覆盖因子k=3。则300℃时u(tS1) = 0.31/3= 0.18℃

同理; 200℃时u(tS1) = 0.31/3= 0.18℃; 100℃时u(tS1) = 0.32/3= 0.18℃ ;0℃时 u(tS1) = 0.343=0.20℃

3.2.2 FLUKE724的温度输出分辨率的标准不确定度u(tS2)

FLUKE724模拟E型热电偶输出温度值的分辨率为0.1℃，在±0.05℃区

间内为均匀分布，覆盖因子k=3。则u(tS2) = 0.05/3= 0.029℃

由于标准器分辨力引入不确定度分量非常小，因此输入量ts的标准不确定度取： 200℃时 u(tS) =0.18 ℃

3.3 输入量e的标准不确定度u(e) 的评定

输入量e 是多功能校准器连接用补偿导线不确定度和多功能校准器冷端与被校仪表冷端温度不均匀引入的不确定度 3.3.1 补偿导线引入的不确定度u(e1)

补偿导线修正值（20℃时），估计e1=±0.2℃，区间宽度，均匀分布u(e1) = 0.2/3= 0.12℃ 3.3.2冷端温度不均匀不确定度u(e2)

校准器和被校仪表都有自动补偿功能，校准器的冷端和被校仪表冷端温度虽然在同一环境，在冷端温度不均匀，估计e1=±0.5℃，区间宽度，均匀分布u(e2) = 0.5/3= 0.29℃ 3.3.3输入量e的标准不确定度u(e) 的计算

由于e1和e2相互不相关，合成得 u(e)=u2(te1)u2(te2) =0.1620.292= 0.31℃

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4. 标准不确定度汇总表

标准不确定度分量 u(td) u(td2) FLUKE724100℃：0.18℃ u(tS) u(tS1) 多功能校准器 300℃ ：0.18℃ u(e) u(e1) u(e2) 冷端温度不均匀 0.29 补偿导线引入 0.12 标准器模拟E型热电偶输出 200℃：0.18℃ 不确定度来源 仪表温度值的分辨率 标准不确定度值（℃） 0.29 0℃ ：0.20℃

5.合成标准不确定度

200℃时 uc =u2(td)u2(tS)u2(te)=0.2920.1820.312=0.46℃ 6.扩展不确定度

取置信概率k=2，则测量结果的扩展不确定度

200℃时 U=k×uc =2×0.46≈1.0℃

7.测量结果不确定度的报告

其它各温度点测量不确定度分析方法同上，所以对于温度指示仪、范围（0~300）℃、配E型热电偶，测量结果扩展不确定度为：

校准点（℃） 0～300

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U（℃）(k2) 1.0