雙金屬溫度計(jì)測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

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1、雙金屬溫度計(jì)測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定 1 依據(jù)文件 1.1 《JJF1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》; 1.2 《JJG226-2001雙金屬溫度計(jì)檢定規(guī)程》； 1.3 《編制測(cè)量不確定度評(píng)定作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》。 2 檢定/校準(zhǔn)方法 2.1 測(cè)量的環(huán)境條件：溫度：（15?35）C,相對(duì)濕度：W85%RH 2.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其主要技術(shù)要求：二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)恒溫油槽：工作區(qū)域最大溫差 0.2C,工作區(qū)域水平溫差0.1C;冰點(diǎn)器。 2.3 被測(cè)對(duì)象及其主要性能：測(cè)量范圍為（0-300廠C、準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)、分度值為5.0C 的被檢雙金屬溫度計(jì)；其誤差不超過(guò)土（a%〈量

2、程）Co（a：為準(zhǔn)確度等級(jí)） 2.4 評(píng)定結(jié)果的使用：本測(cè)量不確定度評(píng)定可直接用于重復(fù)性條件下和復(fù)現(xiàn)性條件下的測(cè)量 結(jié)果。 3 數(shù)學(xué)模型 ytTA 式中：y——雙金屬溫度計(jì)在300C點(diǎn)的示值誤差； t――雙金屬溫度計(jì)在測(cè)量時(shí)的示值； T――二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值； A――二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在300C的修正值。 4 方差和靈敏度系數(shù) 4.1 靈敏度系數(shù)： C1y/t1C3y/A1C2y/T1 4.2 方差公式：uc（y）.u2tu2Tu2A 5 輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucy評(píng)定 5.1 輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（t）評(píng)定： 輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來(lái)源：被檢雙金屬溫

3、度計(jì)的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u（tj，示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U（t2）。 5.1.1 被檢雙金屬溫度計(jì)的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（tj,用B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定: 由于雙金屬溫度計(jì)的示值估讀到其分度值得1/10,即0.5C,則不確定度區(qū)間半寬為0.5C, 按均勻分布處理，包含因子k,3,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（tj0.5/-.30.29C。 5.1.2 被檢雙金屬溫度計(jì)的示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t2),用A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng) 對(duì)一支測(cè)量范圍為(0-300廠C、準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)、分度值為5.0C的被檢雙金屬溫度計(jì) 在300C溫度各進(jìn)行10次重復(fù)性測(cè)量(均在正行程上

4、進(jìn)行)，得到測(cè)量列(C): 299.0,299.0,298.5,298.5,299.0,298.5,298.5,299.0,299.0,299.0 xix 單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：S:」1=0.26C \101 對(duì)這支溫度計(jì)分別在100C,200C溫度點(diǎn)各進(jìn)行10次重復(fù)性測(cè)量，對(duì)另二支測(cè)量范圍為 (0-300C),準(zhǔn)確度等級(jí)1.5級(jí)、分度值為5.0C雙金屬溫度計(jì)分別在100C,200C,300C 溫度計(jì)各進(jìn)行10次重復(fù)性測(cè)量(均在正行程上進(jìn)行)，如此得到9組(共90個(gè))示值誤差數(shù) 3=0.26CS2=0.21Cs3=0.16CS4=0.24C s5=0.21Cs6=0.26CS7=0

5、.24CS8=0.21Cs9=0.16C ut2=Simax=0.26C 據(jù)，然后分別對(duì)每組計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差Si，即 自由度v(t2)910181 因?yàn)椋瑄(tj和ut2是互不相關(guān)的，所以 ut.u2t1u2t20.39C 自由度 u4t vu4(tju4(t2) v(tjv(t2) 5.2 輸入量T的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T)的評(píng)定： 5.2.1 二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(TJ，二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值應(yīng)估讀到分度值的1/10。即0.01C,所引起的誤差0.005C，因?yàn)閿?shù)值很小，可忽略不計(jì)。 5.2.2 恒溫槽溫度波動(dòng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T2)，恒

6、溫槽溫度波動(dòng)在讀數(shù)過(guò)程中其變化最大 不超過(guò)0.1C,其分布為反正弦分布，包含因子K2,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度 估計(jì)其不可靠性為20%則自由度VT220%2I212。 5.2.3 恒溫槽溫場(chǎng)不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度UT3,用B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。恒溫槽在 300C其溫場(chǎng)的最大溫差不超過(guò)0.2C,其分布為均勻分布，包含因子K,3,其標(biāo)準(zhǔn)不確 定度為UT30.2I2I30.06C。 估計(jì)其不可靠性為20%則自由度VT320%2I212。 因?yàn)?，UT2和UT3是互不相關(guān)的，所以 uT..u2T2u2T30.07C 自由度4VT—uT18 uT2uT3VT2VT3 5.3 輸入量A的標(biāo)準(zhǔn)

7、不確定度uA的評(píng)定： 5.3.1 二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA,用B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。從 二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定規(guī)程中可知在300C時(shí)的示值檢定結(jié)果的 擴(kuò)展不確定度0.06C,置信概率為99%,包含因子k=2.58,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA0.06I2.580.02C自由度V。 5.3.2 二等水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 評(píng)定。二等水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正所引入的誤差為0.08C,該誤差分布均于分布， 包含因子K,3，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA20.08I30.05C。 2 估計(jì)其不可靠性為20%則自由度VA220%I21

8、2o 因?yàn)?，uA和uA是互不相關(guān)的，所以輸入量A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u A , u 2 Ai u2 A2 0.05 C 自由度 Au4A“ VA4412 uAuA? 6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 1.1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表 序號(hào) ■ i 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 UXi 不確定度來(lái)源 i 標(biāo)準(zhǔn)不確定度值 UXi Ciy/Xi CiuXi 自由度 i 1 u(t) 輸入量t引入的誤差 / 0.39C 1 0.39C 117 u(ti) 示值估讀引入的/、確定度 0.15C 0.15C 50 u(t2) 不值重復(fù)性引起的不確定度 /

9、 0.26C 0.26C 81 2 u(T) 輸入量T引入的誤差 0.07C -1 0.07C 18 u(Ti) 二等標(biāo)準(zhǔn)水 銀溫度計(jì)的 估讀T1 0.01C,因 為數(shù)值很小可以忽略 忽略 u(T2) 恒溫槽溫度 波動(dòng)T2 0.04C 0.04C 12 Ug 恒溫槽溫場(chǎng)不 均勻性T3 W 0.06C 0.06C 12 3 u(A) 輸入量A引 入的誤差 / 0.05C -1 0.05C 12 u(Ai) 二等標(biāo)準(zhǔn)水 銀溫度計(jì)修 0.02C 0.02C u(A) 止1目.A 二

10、等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)不作零位修正 值A(chǔ)2 0.05C 0.05C 12 i——誤差或不確定度來(lái)源的序號(hào); Xi第i個(gè)自變量或輸入估計(jì)值 a，一關(guān)的誤差分散區(qū)間半寬，極限誤差或擴(kuò)展不確定度； ki――覆蓋因子或置信因子; uXiai/ki――輸入B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；若用統(tǒng)計(jì)方法獲得時(shí)，稱(chēng)為A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度； G――靈敏度系數(shù) u(y)CiuXi輸出標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量； Vi――自由度 1.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算 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，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： uc(y).u2tu2Tu2A=0.40°C 7 有效自由度： 4 ef/=128 CM/i 8 擴(kuò)展不確定度： 擴(kuò)展不確定度的計(jì)算：Uk%y 被檢雙金屬溫度計(jì)的測(cè)量不確定度為：0.31C,按置信水平0.99,有效自由度為135,其自由 度大于100,為方便使用，取100,對(duì)結(jié)果不會(huì)有太大影響。查分布可得k=2.626,則: U99kucy2.626X0.40=1.0C 9 最佳校準(zhǔn)能力（取k=2） Ukucy2X0.40=0.80C