【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(fēng)干濕表作為標(biāo)準(zhǔn)來檢定機械式溫濕度計具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】溫度;濕度;不確定度;溫濕度計
1、概述
依據(jù)JJG205-2005《機械式溫濕度計檢定規(guī)程》,用二級電動通風(fēng)干濕表作為標(biāo)準(zhǔn)器和機械式溫濕度計放置于溫濕度檢定箱的中心,依據(jù)比較法進行檢定。
2、數(shù)學(xué)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(xiàn)實檢定工作中會有不確定因素的存在,除了讀數(shù)的重復(fù)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(shù)學(xué)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(shù)
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(shù)=====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(shù)=====1,=-1
3、輸入量標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)器傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
主標(biāo)準(zhǔn)器檢定合格,標(biāo)準(zhǔn)器的允許誤差為±0.1℃,均勻分布,故=0.1/=0.06℃
3.1.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度源于被檢溫濕度計測量重復(fù)性。采用A類方法進行評定。
用電動通風(fēng)干濕表對機械式溫濕度計在20℃進行重復(fù)10次測量,:(℃)
≈ 0.1℃=
3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度源于電動數(shù)字式通風(fēng)干濕表的測量重復(fù)性。采用A類方法進行評定。在20℃進行重復(fù)10次測量:(℃)
≈ 0.07℃=
3.1.4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
標(biāo)準(zhǔn)不確定度由溫場溫度的波動影響引起。根據(jù)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?yún)^(qū)間, 均勻分布,包含因子為,則:
=0.2℃/=0.12℃
3.1.5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
標(biāo)準(zhǔn)不確定度由溫場溫度的均勻性影響引起,根據(jù)檢定條件要求,測量時溫場的溫場差不大于0.3℃,0.3℃為半?yún)^(qū)間, 均勻分布,包含因子為,則:
=0.3℃/=0.17℃
3.1.6 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
標(biāo)準(zhǔn)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?yún)^(qū)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器傳遞引入的不確定度
主標(biāo)準(zhǔn)器檢定合格,標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)性。采用A類方法進行評定。
用電動通風(fēng)干濕表對機械式溫濕度計在40%RH進行重復(fù)10次測量:(%RH)
≈ 0.13 %RH= ,
3.2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定
不確定度分量不確定度源于電動數(shù)字式通風(fēng)干濕表的測量重復(fù)性。采用A類方法進行評定。在20℃進行重復(fù)10次測量:(%RH)
≈ 0.12℃=
3.2.4 標(biāo)準(zhǔn)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(jù)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?yún)^(qū)間, 均勻分布,包含因子為,則:
=0.8%RH /=0.5%RH
3.2.5 標(biāo)準(zhǔn)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(jù)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?yún)^(qū)間, 均勻分布,包含因子為,則:
=1℃/=0.6%RH
3.2.6 標(biāo)準(zhǔn)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?yún)^(qū)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(biāo)準(zhǔn)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。