热电偶温度二次仪表不确定度评定

配热电偶温度二次仪表不确定度评定
1、条件和适用范围
1.1、测量依据：JJG617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》。

1.2、环境条件：环境温度(20±5)℃，湿度≤75%。

1.3、测量标准：校验仪，型号const317。

1.4、被测对象：配K 型热电偶的数字温度计，型号为TES1310；分度值为0.1℃/1℃。

1.5、测量方法：将校验仪输出端用对应的补偿导线与数字温度计连接，由校验仪输出一温度信号值，数字温度计测得的显示值与校验仪输出的温度值之差即为温度的示值误差。

2、数学模型
T Δ=x T －（o T ＋e/k )
式中 T Δ－被检数字温度计的示值误差 x T －被检数字温度计的显示值 o T －校验仪输出值的对应实际值 e －补偿导线20℃时的修正值 k －热电偶各温度测量点的斜率
3、不确定度传播率 灵敏系数 1c =x T T ∂)Δ(∂=1 2c =o
T T ∂)
Δ(∂=-1
3c =e
T ∂)
(∂ =-1/k 4、标准不确定度评定
4.1、输入量x T 的不确定度)(x T u 的评定
标准不确定度)(x T u 主要由数字温度计的测量重复性)(1x T u ，数字温度计分辨力)(2x T u 两部分构成。

4.1.1、标准不确定度)(1x T u 主要由数字温度计的测量重复性所引入的，用多功能校准仪输出温度信号，数字温度计分度值为1℃时，在相同条件下，连续测量10次，得到测量列
分析。

在多校准点得出最大的一次实验标准偏差：)(i x s =1
-)-(∑
1
=2
n T T n
i i
=0.48℃
所以标准不确定度)(1x T u =)(i x s =0.48℃
分度值为0.1℃得到最大的单次实验标准偏差：:)(i x s =1
-)-(∑
1
=2
n T T n
i i
=0.11℃
所以标准不确定度)(1x T u =)(i x s =0.11℃
4.1.2、标准不确定度)(1x T u 主要由数字温度计分辨力所引入的，该数字温度计的分辨力为1℃，半宽区间为0.5℃，在该区间内服从均匀分布，取k =3，所以
)(2x T u =0.5/3=0.29℃
分度值为0.1℃时，宽区间为0.05℃，在该区间内服从均匀分布，取k =3，则：
)(2x T u =0.05/3=0.029℃
4.1.3、不确定度)(x T u 的合成
因为)(1x T u 、)(1x T u 相互独立不相关，所以分度值为1℃时：
)(x T u =)()(2212x x T u T u +=2229.048.0+=0.56℃
分度值为0.1℃则：
)(x T u =)()(2212x x T u T u +=22029.011.0+=0.12℃
4.2、输入量o T 的不确定度)(o T u 的评定
标准不确定度)(o T u 主要由校验仪允差)(1o T u ，校验仪冷端温度补偿误差)(2o T u 构成。

4.2.1、不确定度)(1o T u 由校验仪允差引入。

校验仪送上一级校准合格，符合其技术指标要求，根据要求可知多功能校准仪输出（-270~1300）℃时最大准确度为0.4℃。

该范围可覆盖数字温度计为1℃的校准点范围。

在该区间内服从均匀分布，取k =3，所以
)(1o T u =0.4/3=0.23℃
输出（-100~600）℃时最大准确度为0.2℃。

该范围可覆盖数字温度计为0.1℃的校准点范围。

在该区间内服从均匀分布，取k =3，则：)(1o T u =0.2/3=0.12℃
4.2.2、不确定度)(2o T u 由校验仪冷端温度补偿误差所引入。

校验仪送上一级校准合格，符合其技术指标要求，根据要求可知在（-10~50）℃校验仪内部冷端温度补偿准确度为±0.1℃，在该区间内服从均匀分布，取k =3，所以：)(2o T u =0.1/3=0.058℃ 4.1.3、不确定度)(o T u 的合成
因为)(1o T u 、)(2o T u 相互独立不相关，分度值为1℃，所以：
)(o T u =)()(2212o o T u T u +=22058.023.0+=0.24℃
分度值为0.1℃时，则：)(o T u =)()(22
12
o o T u T u +=22058.012.0+=0.13℃ 4.3、输入量e 的不确定度)(e u 的评定
标准不确定度)(e u 主要由补偿导线修正值)(1e u ，补偿导线两端温度差)(2e u 构成。

4.3.1、标准不确定度)(1e u 由补偿导线修正值所引入，因为（0~40）℃时补偿导线与热电偶的温度特性几乎一样，引入的误差很小，所以可)(1e u 可忽略。

4.3.2、标准不确定度)(2e u 由补偿导线两端的温度差所引入，被检表的接线端子应也校验仪的输出端子尽量靠近，能使得补偿导线两端的温度控制在0.5℃以内。

以环境温度20℃计算，化为电压值为0.5℃×40.22μV/℃=20.11μV ，半宽为10.06μV ，则：
)(2e u =10.06/3=5.81μV
4.1.3、不确定度)(e u 的合成
因为)(1e u 、)(2e u 相互独立不相关，而)(1e u 可忽略不计，所以
)(e u =)(2e u =5.81μV
在（-270~1300）℃范围内时，最大K 值为42.63μV/℃；最小K 值为34.93μV/℃；
当K =42.63μV/℃时，3c )(e u =
)(1
e u K ⨯=5.81/42.63=0.14℃ 当K =34.93μV/℃， 3c )(e u =)(1
e u K
⨯=5.81/34.93=0.16℃
在（-100~600）℃范围内时，最大K 值为42.63μV/℃；最小K 值为39.45μV/℃
当K =42.63μV/℃时，3c )(e u =)(1
e u K ⨯=5.81/42.63=0.14℃ 当K =34.93μV/℃， 3c )(e u =)(1
e u K
⨯=5.81/39.45=0.15℃
5、合成标准不确定
5.1不确定度一览表（分度值为1℃时）
5.2、合成标准不确定度计算
以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以合成标准不确定度为：
)(T u ∆=)()()(223222
221e u c T u c T u c o x ++ max )(T u ∆=0.63℃ min )(T u ∆=0.63℃
极大极小值相等，所以分度值为1℃在（-270~1300）℃范围内可归结于
)(T u ∆=0.63℃
当分度值为0.1℃时，同理可得，合成标准不确定度为：
max )(T u ∆=0.23℃ min )(T u ∆=0.23℃
极大极小值相等，所以分度值为0.1℃在（-100~600）℃范围内可归结于
)(T u ∆=0.23℃
6、扩展标准不确定度计算
可取包含因子k =2，则分度值为1℃时，扩展不确定度为
U =k·)(T u ∆=1.2℃
分度值为0.1℃时，扩展不确定度为
U =k·)(T u ∆=0.5℃。