机械式温湿度计温度测量结果的不确定度评定报告

章铁军

摘 要：不确定度是表征合理的赋予被测量之值得的分散性与测量结果相联系的参数。在对某仪器进行测量时不但要给出测量误差，还要给出测量设备的不确定度，温度也一样。尽管对机械式温度计温度部分做了修正，但其测量结果由于存在随机效应、不能确定的系统效应等不确定因素将会导致剩有误差。也就是说数据经过已知的修正值修正后还剩有误差，这些误差是不确定的，需分析其诸因素估算其各分量，最终给出一个测量结果不能确定的范围。

关键词：测量；数学模型；仪器测量

中圖分类号：TB94 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0056-01

1 概述

测量依据JJG205-2005《机械式温湿度计》国家计量检定规程。

测量环境：温度（20±5）℃；相对湿度45%～75%RH。

测量标准：精密露点仪作为测量标准器。

测量对象：分度值为1℃机械式温湿度计作为被测对象。

2 数学模型

温度：

式中，为被测仪表的温度示值误差；为被测仪表的温度示值；为标准器温度示值；为标准器温度修正值。

3 方差和灵敏系数

求导后得到：

、、分别为仪器测量引入的不确定度分量、检定箱引入的标准不确定度、标准器温度测量准确性引入的不确定度分量。

其中：

4 计算各分量不确定度

不确定度有仪器测量引入的不确定度分量、检定箱引入的标准不确定度、标准器温度测量准确性引入的不确定度分量组成。

4.1 仪器测量引入的不确定度分量uT被

仪器测量引入的不确定度有：1被检温湿度表重复性测量引入的不确定度uT被1；2被检温湿度计估读误差引入的标准不确定度uT被2组成。

4.1.1 对机械式温湿度表在温度测量点20℃做重复性测量（最小分度值为1℃）

由此引入的不确定度uT被1，按公式计算标准偏差，数据如表1所示：

按以上重复性测量结果得到平均值标准偏差s被=0.050℃，A类不确定度uT被1=s被=0.050℃。

4.1.2 被检温湿度计估读误差引入的标准不确定度uT被2

被检温湿度计最小分度值为1℃，所以计估读误差为1/10℃=0.1℃，按均匀分布考虑，uT被2==0.058℃。

4.1.3 被检温湿度计合成不确定度uT被

uT被===0.077℃

4.2 检定箱引入的不确定度分量uT标

这个不确定度分量主要是由检定箱的均匀度uT标1和波动度uT标2引入的。

4.2.1 根据检定规程要求，温湿度检定箱温度均匀度允许最大值0.3℃，按均匀分布考虑

uT标1==0.17℃ B类不确定度

4.2.2 温湿度检定箱温度波动度引入的不确定度分量uT标2＼

根据检定规程要求，检定箱温度波动度允许最大值±0.2℃，按均匀分布考虑。

uT标2==0.12℃ B类不确定度

4.2.3 检定箱合成不确定度分量uT标

uT标===0.20℃

4.3 标准器误差引入的不确定度分量uTB

标准器误差引入的标准不确定度分量，有标准器最大允许误差引入的不确定度分量uTB1、标准器示值分辨力引入的不确定度分量uB2组成。

4.3.1 根据检定规程要求，温度标准器最大允许误差为±0.1℃， 按均匀分布考虑

则uTB1==0.058℃

4.3.2 标准器示值分辨力引入的不确定度分量uB2

标准器的温度示值分辨力为0.1℃，半宽区为0.05℃，按均匀分布考虑。引入的标准不确定度

uT标2为uTB2==0.029℃ B类不确定度

4.3.3 标准器误差合成不确定度分量uTB

uTB=℃

4.4 温度测量不确定度分量一览表（如表2所示）

4.5 20℃温度测量的合成不确定度

uTc===0.22℃

4.6 20℃温度测量的扩展不确定度

20℃时测量扩展不确定度 U=uTc×2=0.44≈0.5℃，包含因子k=2。

5 不确定度报告

类似20℃的不确定度评定过程，15℃和30℃时的温度测量扩展不确定度结果如表3所示。endprint