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        工作用玻璃液體溫度計(jì)示值修正值不確定度分析評定

        2019-01-20 02:41:50張偉鵬劉歡歡丁峰元
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2019年20期
        關(guān)鍵詞:不確定度評定

        張偉鵬 劉歡歡 丁峰元

        摘? 要:該文根據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》和JJG 130—2011《工作用玻璃液體溫度計(jì)檢定規(guī)程》,對工作用玻璃液體溫度計(jì)示值修正值的不確定度來源進(jìn)行了分析,利用一支分度值為0.1℃,溫度范圍100℃~150℃的玻璃液體溫度計(jì),介紹了溫度計(jì)示值修正值的不確定評定的方法,并對測量結(jié)果不確定度評定的步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

        關(guān)鍵詞:溫度計(jì)示值誤差;不確定度評定;測量標(biāo)準(zhǔn)

        中圖分類號:TB942? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        1 分析方法

        1.1 測量依據(jù)

        JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》

        JJG 130—2011《工作用玻璃液體溫度計(jì)檢定規(guī)程》。

        1.2 環(huán)境條件

        15℃~35℃。

        1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

        測量標(biāo)準(zhǔn)表見表1。

        表1 測量所使用的標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

        序號 標(biāo)準(zhǔn)器 型號 測量范圍 不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差

        1 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì) WZPB-9 (-189~419)℃ 二等

        2 精密測溫儀(標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)讀數(shù)設(shè)備) CF5800 (-189~419)℃ U=0.016℃,k=2

        3 恒溫油槽 CJTL-35A (80~300)℃ 溫度波動(dòng)性:U=0.005℃,k=2

        溫度均勻性:U=0.003℃,k=2

        1.4 被測對象

        玻璃液體溫度計(jì),溫度范圍100℃~150℃,分度值0.1℃,浸沒方式為全浸,感溫液體為水銀。

        1.5 測量方法

        采用比較法,將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被測溫度計(jì)按規(guī)程規(guī)定的浸沒方式垂直插入恒溫槽中,恒溫槽實(shí)際溫度(以標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)為準(zhǔn))偏離校準(zhǔn)點(diǎn)不超過0.2℃,當(dāng)恒溫槽溫度到達(dá)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)后,溫度計(jì)在恒定的恒溫槽中要穩(wěn)定10 min后方可讀數(shù)。讀數(shù)順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)→被測→被測→標(biāo)準(zhǔn)。按以上順序讀數(shù)4次,分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被測溫度計(jì)讀數(shù)的算術(shù)平均值,得到標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被測溫度計(jì)的示值。

        2 數(shù)學(xué)模型

        Δt=ts+x-t

        式中:Δt—被測溫度計(jì)的示值修正值(℃);ts—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)讀數(shù)的平均值(℃);x—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)修正值(℃);t—被測溫度計(jì)讀數(shù)的平均值(℃)。

        3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

        3.1 輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts)

        3.1.1 輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

        精密測溫儀讀數(shù)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(ts1)

        精密測溫儀分辨力為0.001℃,按均勻分布

        精密測溫儀測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts2)

        以110℃校準(zhǔn)點(diǎn)為例,10次重復(fù)性測量數(shù)據(jù)為:109.873、109.872、109.871、109.872、109.874、109.871、109.866、109.868、109.870、109.869,單位:℃。由貝塞爾公式可知s =0.024℃,因此u(ts2)=s=0.024℃。

        精密測溫儀示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts3)

        由校準(zhǔn)證書可知,示值誤差不確定度U=0.016℃,k=2,因此

        恒溫油槽溫度波動(dòng)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts4)

        由校準(zhǔn)證書可知,溫度波動(dòng)性不確定度U=0.005℃,k=2,因此

        恒溫油槽溫度均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts5)

        由校準(zhǔn)證書可知,溫度均勻性不確定度U=0.003℃,k=2,因此

        3.1.2 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成

        因精密測溫儀重復(fù)性不確定度大于分辨力不確定度,故舍去分辨力不確定度分量,其余各分量不相關(guān),故

        3.2 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)

        3.2.1 輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

        3.2.1.1 被測溫度計(jì)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t1)

        被測溫度計(jì)分辨力為其分度值的1/10,按均勻分布,故

        3.2.1.2 被測溫度計(jì)示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t2)

        以110℃校準(zhǔn)點(diǎn)為例,10次重復(fù)性測量數(shù)據(jù)為:109.89、109.88、109.87、109.89、109.90、109.90、109.92、109.89、109.92、109.91,單位:℃。由貝塞爾公式可知s=0.0164℃,因此u(t2)=s=0.0164℃。

        3.2.1.3 被測溫度計(jì)插入不垂直引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t3)

        讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與玻璃溫度計(jì)感溫液柱上斷面保持在同一水平面,讀數(shù)裝置與被檢溫度計(jì)不垂直會(huì)引入0.01℃的偏差,區(qū)間半寬為0.005℃,按均勻分布處理,因此

        3.2.2 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成

        因被測溫度計(jì)重復(fù)性不確定度大于分辨力不確定度,故舍去分辨力不確定度分量,其余各分量不相關(guān),因此

        4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

        標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表2。

        5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δt)

        以上所分析的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的,所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6 擴(kuò)展不確定度計(jì)算

        按照通常要求,取包括因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為:

        U=k·u(Δt)=0.04℃

        參考文獻(xiàn)

        [1]江銘.工作用玻璃液體溫度計(jì)修正值測量值的不確定度評定[J].計(jì)量與測試技術(shù),2016,43(7):81-82.

        [2]郭洪波,張慧. 工作用玻璃液體溫度計(jì)測量值的不確定度評定[J].計(jì)量與測試技術(shù),2017,44(4):82-84.

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