双金属温度计测量结果不确定度评定

双金属温度计测量结果不确定度评定

1 依据文件

1.1《JJF1059-1999测量不确定度评定与表示》； 1.2《JJG226-2001双金属温度计检定规程》； 1.3《编制测量不确定度评定作业指导书》。 2 检定/校准方法

2.1 测量的环境条件： 温度：（15～35）℃，相对湿度：≤85％RH 。

2.2 测量标准及其主要技术要求：二等标准水银温度计；标准恒温油槽：工作区域最大温差0.2℃，工作区域水平温差0.1℃；冰点器。

2.3 被测对象及其主要性能：测量范围为（0-300）℃、准确度等级为1.5级、分度值为5.0℃的被检双金属温度计;其误差不超过±（a%×量程）℃。（a ：为准确度等级）

2.4评定结果的使用：本测量不确定度评定可直接用于重复性条件下和复现性条件下的测量结果。 3 数学模型

()A T t y +-=

式中： y ——双金属温度计在300℃点的示值误差； t ——双金属温度计在测量时的示值； T ——二等标准水银温度计的示值；

A ——二等标准水银温度计在300℃的修正值。 4 方差和灵敏度系数 4.1 灵敏度系数：

1/1=∂∂=t y c 1/3-=∂∂=A y c 1/2-=∂∂=T y c 4.2 方差公式：()()()A u T u t u y u c 222)(++= 5 输入量标准不确定度()y u c 评定 5.1 输入量t 的标准不确定度)(t u 评定：

输入量t 的标准不确定度主要来源：被检双金属温度计的示值估读引入的标准不确定度

)(1t u ，示值重复性引入的标准不确定度)(2t u 。

5.1.1 被检双金属温度计的示值估读引入的标准不确定度)(1t u ，用B 类标准不确定度评定：由于双金属温度计的示值估读到其分度值得1/10，即0.5℃，则不确定度区间半宽为0.5℃，按均匀分布处理，包含因子3=k ,其标准不确定度C t u ο29.03/5.0)(1==。

估计其不可靠性为10%，则自由度=)(1t v （10%）-2

/2=50

5.1.2 被检双金属温度计的示值重复性引入的标准不确定度)(2t u ,用A 类标准不确定度评定。

对一支测量范围为（0-300）℃、准确度等级为1.5级、分度值为5.0℃的被检双金属温度计在300℃温度各进行10次重复性测量（均在正行程上进行），得到测量列（℃）： 299.0, 299.0, 298.5, 298.5, 299.0, 298.5, 298.5, 299.0, 299.0, 299.0

单次实验标准差：()

1

1010

1

2

--=

∑=i i

x x S =0.26℃

对这支温度计分别在100℃，200℃温度点各进行10次重复性测量，对另二支测量范围为（0-300℃），准确度等级1.5级、分度值为5.0℃双金属温度计分别在100℃，200℃，300℃温度计各进行10次重复性测量（均在正行程上进行），如此得到9组（共90个）示值误差数据，然后分别对每组计算实验标准差i S ，即

1S =0.26℃ 2S =0.21℃ 3S =0.16℃ 4S =0.24℃

5S =0.21℃ 6S =0.26℃ 7S =0.24℃ 8S =0.21℃ 9S =0.16℃

()2t u =max i S =0.26℃

自由度()811109)(2=-⨯=t v

因为，)(1t u 和()2t u 是互不相关的，所以

()()()C t u t u t u ο39.02212=+=

自由度

()()117)()

()()(224

114

4=+=t v t u t v t u t u t v 5.2 输入量T 的标准不确定度)(T u 的评定：

5.2.1 二等标准水银温度计的示值估读引入的标准不确定度)(1T u ，二等标准水银温度计的示值应估读到分度值的1/10。即0.01℃，所引起的误差0.005℃,因为数值很小，可忽略不计。 5.2.2 恒温槽温度波动引入的标准不确定度)(2T u ，恒温槽温度波动在读数过程中其变化最大不超过0.1℃，其分布为反正弦分布，包含因子2=K ,其标准不确定度

()()C T u ο04.02/2/1.02==。

估计其不可靠性为20%，则自由度()()122/%202

2==-T v 。

5.2.3 恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度()3T u ，用B 类标准不确定度评定。恒温槽在300℃其温场的最大温差不超过0.2℃，其分布为均匀分布，包含因子3=K ，其标准不确定度为()()C T u ο0

6.03/2/2.03==。

估计其不可靠性为20%，则自由度()()122/%202

3==-T v 。

因为，()2T u 和()3T u 是互不相关的，所以

()()()C T u T u T u ο07.03222=+=

自由度

()()()()()()

183342244=+=T v T u T v T u T u T v 5.3 输入量A 的标准不确定度()A u 的评定：

5.3.1 二等标准水银温度计修正值引入的标准不确定度()1A u ，用B 类标准不确定度评定。从二等标准水银温度计检定规程中可知在300℃时的示值检定结果的

扩展不确定度0.06℃，置信概率为99%，包含因子k =2.58，其标准不确定度

()02.058.2/06.01==A u ℃。自由度∞→v 。

5.3.2 二等水银温度计在周期内不作零位修正所引入的标准不确定度，用B 类标准不确定度评定。二等水银温度计在周期内不作零位修正所引入的误差为0.08℃,该误差分布均于分布，包含因子3=K ,其标准不确定度()05.03/08.02==A u ℃。 估计其不可靠性为20%，则自由度()()122/%202

2==-A v 。

因为，()1A u 和()2A u 是互不相关的，所以输入量A 的标准不确定度

()()()C A u A u A u ο05.02212=+=

自由度

()()()()()()

12224114

4=+=A v A u A v A u A u A v