表面温度计示值误差校准结果不确定度评定

韩晶

[摘  要]根据规范要求对表面温度计进行校准并分析了校准结果的不确定度，给出了评定结果。

[关键词]表面温度计  示值误差  不确定度  校准结果

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0267-02

一、概述

1.校准依据：JJF1409-2013《表面温度计校准规范》

2.环境条件：

环境温度：（23±5）℃;相对湿度不大于85%。

3.校准装置：

用3125型表面温度源，标准器采用A级铂电阻，与其配套使用的测温仪表为DT11温度测量仪，分辨力为0.001℃。标准器与精密温度测量仪MPE：±0.02℃。

4.校准方法：

待温度源温度稳定到校准温度分别为100℃、200℃、300℃时，将表面温度计的感温元件充分、紧密地压在温度源热板工作区的中心位置上。标准器的测量仪表及表面温度计示值稳定后，记录读数。表面温度计的示值与实际温度的差值为表面温度计的示值误差。

5.被校对象

1） 表面温度计型号为testo905-T2，测量范围：（-50～350）℃，分辨力为0.1℃。

2） 表面温度计型号为SWK-2，测量范围：（0～300）℃，分辨力为1℃。

二、数学模型

（1）

式中：——表面温度计的示值误差，℃;

——表面温度计的示值平均值，℃;

——标准器测量仪表测得的温度平均值，℃;

——标准器与其测量仪表整体校准的温度修正值，℃;

式（1）中各项相互独立，示值误差的不确定度u（Δt）：

（2）

三、灵敏系数

=1    =-1   =-1

四、输入量的标准不确定度

4.1  输入量的标准不确定度的评定

输入量的不确定度来源主要是表面温度计的测量重复性、表面温度计指示仪表分辨力和数据修约的影响。

4.1.1  测量重复性引入的标准不确定度

测量重复性包含了表面温度计自身的短期不稳定性和表面温度源稳定性的影响，采用A类方法进行评定。在重复性条件下，分别在温度为100℃、200℃、300℃，重复测量被校表面温度计的示值误差10次，结果如下：

根据规范要求，对表面温度计进行3次重复测量：

根据规范要求，对表面温度计进行3次重复测量：

4.1.2  表面温度计仪表分辨力引入的标准不确定度

4.1.2.1表面温度计指示仪表分辨力为0.1℃，则区间半宽为0.05℃，按均匀分布处理，则：=0.05/=0.029℃。

4.1.2.2同理：表面温度计指示仪表分辨力为1℃，则区间半宽为0.5℃，按均匀分布处理，则：=0.05/=0.29℃。

4.1.3 数据修约引入的标准不确定度

4.1.3.1表面温度计仪表分辨力为0.1℃，由修约舍入的最大温度绝对值为0.05℃，按均匀分布处理，则：=0.05/=0.029℃。

4.1.3..2表面温度计仪表分辨力为1℃，由修约舍入的最大温度绝对值为0.5℃，按均匀分布处理，则：=0.5/=0.29℃。

4.1.4  输入量的标准不确定度

由于测量重复性和表面温度计指示仪表分辨力引入的分量相互关联，故标准不确定度分量只取大者。且两者互不相关，因此：

==0.28℃;==0.41℃

4.2  输入量的标准不确定度评定

输入量的不确定度来源于标准器的测量仪表分辨力的影响、标准器测温点与温度源工作区中心点温差的影响、温度源稳定性的影响和温度源热板工作区温场不均匀的影响。

4.2.1标准器测量仪表分辨力引入的标准不确定度

标准器测量仪表分辨力的影响因微小可忽略不计。

4.2.2标准器测温点与温度源热板工作区中心点的温差引入的标准不确定.

由实验得到：标准器测温点与温度源工作区中心点的温差，在（0～200）℃时不大于0.5℃，按正态分布，则：=0.5/3=0.17℃，（200～300）℃以上时温差不大于1℃，按正态分布，则：=1/3=0.30℃

4.2.3温度源的稳定性引入的标准不确定度

4.2.4温度源热板工作区温场不均匀引入的标准不确定度

4.2.5  输入量的标准不确定度

由于输入量各分量之间，彼此相互独立，因此

=

4.3  输入量的标准不确定度评定

对A级铂电阻及配套使用的测温仪表TD11整体校准，其MPE：±0.02℃，

按均匀分布，各温度点引入的不确定分量为：==0.01℃

五. 合成标准不确定度

由于输入量、、之间，彼此独立不相关，因此合成标准不确定度

=

六、扩展不确定度

=×  =2，表面温度计示值误差的扩展不确定度：

参考文献：

[1]JJF1059.1-2012《测量不确度评定与表示》

[2]JJF1409-2013《表面温度计校准规范》