水银温度计不确定度分析100-150℃

文件名称：水银温度计标准装置不确定度评定
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1.概述 1.1目的
评定标准水银温度计标准装置在20℃±2℃，相对湿度≤85%，的情况下，输出值测量的不确定度。

1.2检测依据的标准
JJG 161-2010《标准水银温度计》 1.3检测使用的仪器设备
(1) 标准水银温度计量程：（100~150）℃ (2) 恒温槽
(3) 热电偶、热电阻自动检测系统 1.4检测程序
使用标准水银温度计，将标准水银温度计和被检标准铂电阻温度计同时以全浸方式放入恒定温度的恒温槽中，待示值稳定后，分别读取标准水银温度计和标准铂电阻温度计的示值。

2.测量模型
()s s x t t t =--△
式中：x —工作用玻璃液体温度计的修正值； s t —标准水银温度计的示值； △s t —标准水银温度计的修正值；
t —标准铂电阻温度计的示值。

3.不确定度来源
()()()()()22222221212c s s u y c u t c u t u y u y =+=+△
式中，灵敏系数1c =/1s x t ∂∂= ；2/1s c x t =∂∂=△。

4.标准不确定度的评定
4.1标准水银温度计的读数分辨力(估读)引入的标准不确定度()1s u t (B 类)
标准水银温度计的读数分辨力为其分度值的
即0.01℃，则不确定度区间半
宽度为0.01℃/2，按均匀分布： ()si u t ＝
℃
4.2由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度()2s u t （B 类）
恒温槽温场最大温差为0.02℃，则不确定度区间半宽度为0.02℃，按均匀分布，则：
()2s u t ＝
℃
1
100.012
4.3恒温槽温度波动引入的标准不确定度()3s u t （B 类）
恒温槽温场稳定性为±0.02℃/10min ，则不确定度区间半宽度为0.02℃，按均匀分布：
()3s u t ＝
℃
4.4由标准水银温度计检定结果引入的标准不确定度()s u t △（B 类）
由标准水银温度计检定规程可知，标准水银温度计检定结果的扩展不确定度
95U =0.03℃，包含因子p k =2.58，则：
()s u t △=0.03/2.58=0.012℃
4.5被检温度计示值重复性引入的标准不确定度()1u t （A 类）
A 类不确定度由检定数据决定，所以必须有检定数据才能统计结果，具体数据如下。

100℃
由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝
()
1
2
10
1
--∑=n p p i i i ＝ 0.000℃
u A （100℃）=%000.0%10010/100/)(/=⨯=p S n
S i
120℃ 由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝
()
1
2
10
1
--∑=n p p
i i i
＝ 0.000℃
u A （120℃）=%000.0%10010/120/)(/=⨯=p S n S i
150℃
由此数据得到试验标准差为：
S i (p)＝
()
1
2
10
1
--∑=n p p
i i i
＝ 0.000 ℃
u A （150℃）=%000.0%10010/150/)(/=⨯=p S n S i
5.合成标准不确定度
5.1主要不确定度汇总表见表2
5.2合成标准不确定度u c 、扩展不确定度U 的计算
以上各项标准不确定度分量是互不相关的，常规检定应对该温度计的每一个有刻度值的测量点进行检定，即实际检定100℃、120℃、150℃共3个点，重复性和灵敏度引入的不确定度在合成时取数值较大的，其测量不确定度见下表：
5.3合成标准不确定度
u c(y)=0.021℃
5.4扩展不确定度U
因主要分量中△t s和t i可视为正态分布，因此P=95%时，可取包含因子k=2，则：
100℃U = k u c(y)=0.042℃
120℃U = k u c(y)=0.042℃
150℃U = k u c(y)=0.042℃。