环境试验设备温湿度场测量结果的不确定度分析

环境试验设备温湿度场测量结果的不确定度分析
温度测量使用的数字温度自动采集系统配合四线RTD 铂电阻（Pt100）来实现，被测温度的测量是通过检测电阻值的变化来实现的。

相对湿度测量采用干湿球对比法。

干湿球法是一种间接方法，它通过干球和湿球的温差，用干湿球方程换算出湿度值。

一、测量结果的不确定度评定 1. 概述
温度测量设备由温度传感器和温度自动采集系统组成，该套设备具有湿度修正值。

温度误差是指设备温度显示仪表示值与中心实际温度之差。

相对湿度测量采用干湿球测量法，相对湿度误差是指被校准设备湿度显示值与设备实际湿度之差。

2. 数学模型
（1）温度测量误差不确定度数学建模
根据JJF 1101-2003《环境试验设备温度湿度》校准规范，温度误差数学模型为
00d d t t t t ∆=--∆，式中d t ∆—温度误差℃，d t —被检设备温度显示仪表误差℃，0t —数字
温度显示仪读数℃，0t ∆—温度测量标准装置的修正值（指整体检定）℃。

故222200()()()c d u u t u t u t =++∆
（2）由d t 引入的不确定度
对以下环境试验设备（温度显示为0.1℃分度）做15次重复独立测量，从设备显示仪上读取15次显示值，记为1215,,......d d d t t t ，平均值记为d t ，其测量列如表1所示。

根据公式()d s t =表2 测量列
计算得算术平均值d t '的实验标准差()d s t '
=0.01℃，则由15次独立重复测量引入的标准不确定度分量()0.01d u s t ==℃，自由度114v '=。

同上方法，我们对环境试验设备（温度显示为1℃分度）进行了15次独立重复测量，测量数据略。

计算得算术平均值d t '得实验标准差()d s t '
=0.6℃，则由15次独立重复测量引入的标准不
确定度分量1()0.6d u s t ''==℃，自由度114v '=
（3）由0t 引入的不确定度
对环境试验设备做15次独立重复测量，从数字温度显示仪上读取15次显示值，记为
010215,......t t t ，平均值记为0t ，测量数据省略。

计算得算术平均值0t 得实验标准差0()0.03s t =℃，则由15次独立重复测量引入的标准不确定度分量20()0.03u s t ==℃，214v =。

（4）由0t ∆引入的不确定度
从检定证书知，温度测量装置修正值0t ∆的扩展不确定度950.06U =℃，以正态分布估计，
95 1.960k =，30()u u t =∆=0.06℃/1.960=0.03℃，3v =∞。

表2 温度测量误差的不确定度分量一览表
表3 相对湿度测量误差不确定度分量一览表
二 、不确定度分量一览表
1.温度测量误差的不确定度分量（见表2）
2.相对湿度测量误差不确定度分量（见表3） 三、合成标准不确定度 1.温度误差合成标准不确定度
0.04c u =℃（温度显示为0.1℃分度）
0.6c u ==℃（温度显示为1℃分度） 2.相对湿度误差合成标准不确定度
1.0%c u ==RH
四、有效自由度 1.温度误差的有效自由度 根据公式4
4
()eff c i
i v u u
=∑
计算得56.7eff v =
3. 相对湿度误差有效自由度 根据公式44()eff c i
i v u u
=∑
计算得126.5eff v = 五、扩展不确定度 1.温度误差扩展不确定度
3个不确定度的分量大小接近且相互独立，其合成仍接近正态分布，取置信水平
950.95,2p k ==得 95950.1c U k u ==℃（温度显示为0.1℃分度）
95951c U k u ''==℃（温度显示为1℃分度）
2.相对湿度误差扩展不确定度
取置信水平950.95,2p k ==，得95952%c U k u RH == 六、结论
以上评定的结果是以数据自动采集系统检定时实测的数据作出的不确定度演算，经过计算在被检环境试验设备的量程范围内检定点的不确定度均不超过-3%~+2%RH ，符合计量标准总不确定度应为被检仪表允差1/3—1/5的要求。

不过应特别注意的是，在各不确定度分量重其决定作用的是湿度测量装置误差，所以在检定中应尽量注意每年标准器的溯源检定结果的误差修正，以便及时作出更正。