配热电偶温度表不确定度评定

配热电偶数字温度表示值误差测量结果的不确定度评定

1 概述

1.1 测量依据：JJG617-1996《数字温度仪检定规程》 1.2 测量标准：UJ33-a 直流电位差计。

1.3 被测对象：0.5级，分辨率1℃, 配J 型热电偶,测量范围(0～400℃)的数显温度表。 1.4 测量方法

用输入基准法检定数字温度表。用直流电位差计给被检数字温度表输入与检定点标称温度值相对应的毫伏值，读出被检表的温度读数，以被检表的读数与检定点标称温度值之差作为被检表示值误差。 2 数学模型

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆+-=∆ti s d t A e t t t

式中 Δt —仪表示值误差（℃）； t d —被检表示值（℃）；

t s —标准器mV 值对应的温度值（℃）。 e —补偿导线20℃时的修正值（mV ）；

ti t A ⎪⎭⎫

⎝⎛∆∆—被检点ti 的电量值—温度变化率（mV/℃）

3 灵敏系数

1t t

d 1=∂∆∂=

c 1t t s 2-=∂∆∂=c ti

t A e t c ⎪

⎭⎫

⎝⎛∆∆-=∂∆∂=13 4 输入量的标准不确定度评定

4.1 被检表示值引入的标准不确定度分量()d t u 4.1.1 被检表测量重复性引入的标准不确定度1u

被检表的测量重复性相对于仪表分辨率来说很小，故采用寻找转换点法在同一转换点上通过连续测量来得到仪表的测量重复性。转换点为300℃

被检表的示值重复性用A 类评定。数据如下： 300℃转换点时的电位差计输入毫伏值，单位mV

16.333,16.344,16.338,16.344,16.316,16.321,16.333,16.338,16.321,16.310 J 分度在300℃时的微分热电动势为55.5μV/℃，10次检定毫伏数据对应的温度值，单位℃

300.1, 300.3, 300.2, 300.3, 299.8, 299.9, 300.1, 300.2, 299.9, 299.7

根据数据计算单次实验标准差()

1

1

2

--=

∑=n x

x

s n

i i

， ==S u 10.21℃。

4.1.2 被检表分辩力量化误差引入的标准不确定度2u 被检表的分辩力为1℃，为均匀分布，故29.0129.02=⨯=u ℃

4.1.3 ()2

221u u t u d +=

()d t u =0.358℃

4.2 标准器引入的标准不确定度()s t u

4.2.1 直流电位差计传递误差引入的标准不确定度3u

根据直流电位差计允许基本误差为⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+±

=x U a E n 10100lim ，E 1im —允差;U n —基准值(V);x —测量盘示值(V);a —准确度等级。测量上限为400℃的配J 型热电偶的数显温度表对应的输

入毫伏值为E=21.848 mV ，故在检定数字温度表时，直流电位差计产生的最大基本误差为

=⎪⎭

⎫

⎝⎛+⨯±

=848.211010010005.0lim E ±0.016mV ＝±16μV 。

J 型热电偶在400℃时的微分热电动势为55μV/℃，直流电位差计误差转换为温度为s t ∆＝±（16/55）＝±0.29℃，认为服从均匀分布，故

3

29.03=

u =0.167℃

4.2.2 直流电位差计温度系数引入的标准不确定度4u

直流电位差计温度系数为-40×10-6/℃。检定温度在（20±5）℃范围内。故温度系数

产生的电动势影响量在400℃时为±（21.848×5×40×10-6）=±4.4μV ，换算成温度为 ±（4.4/55）=±0.08℃,认为服从均匀分布，故

3

08.04=

u =0.046℃

4.2.4 ()2423s t u u u +=

()s t u =0.173℃

4.3 补偿修正值e 引入的标准不确定度)(e u 4.3.1 补偿导线引入的标准不确定度5u

J 分度补偿导线经无锡计量测试中心校准。补偿导线20℃修正值的扩展不确定度可认

为等于U=0.2℃(k=2)。J 分度20℃时的微分电动势20

=⎪⎭⎫

⎝⎛∆∆t t A =51.5μV/℃,则

=⨯=

2

5

.512.05u 5.15μV 4.3.2 冰瓶引入的标准不确定度6u

冰瓶的最大允许误差为±0.08℃, J 分度0℃时的微分电动势0

=⎪⎭⎫

⎝⎛∆∆t t A =50μV/℃，则

转化为电动势允许误差为±(0.08×50)= ±4μV,认为均匀分布，k=3,则

3

46=

u =2.31μV

4.3.3 ()2625u u e u +=

()e u =5.64μV

5. 合成标准不确定度()y u c

()()()()()2

2

2223222

221103.0173.0358.0-+-+=++=e u c t u c t u c u s d c =0.41℃

6. 扩展不确定度的评定U

取2=k ，则扩展不确定度()y u c ⨯=2U ＝2×0.41＝0.82℃≈1℃

U rel =U/400=0.25%