工业铂铜热电阻测量结果的不确定度评定实例

(临朐县计量测试所 山东 潍坊 262600)

一、概述

1.依据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻》检定规程

2.测量标准器：二等标准铂电阻温度计。电测设备为数字多用表，准确度：量程1000Ω为±(0.005%读数 +0.000002Ω)。

3.被测对象：铂热电阻，测量范围0℃﹑100℃，允许偏差见表1。

铂热电阻允差

4.测量参数与测量方法：

测量参数为R0﹑R100比较法进行测量。

比较法是将二等标准铂电阻温度计与铂热电阻同时插入冰点或恒温槽中，待温度稳定后通过测量标准与被检的值，由标准算出实际温度，然后通过公式计算出被检的实际值R(t)。

二、数学模型

检定点0℃，测量误差的数学模型：

检定点100℃，测量误差的数学模型：

式中Δt0，Δt100——分别为被检热电阻分别在0℃和100℃恒温槽汇中测得的偏离0℃和100℃的差，℃；

Ri，Rh——分别为被检热电阻在0℃和100℃时电阻值；

R0，R100——分别为被检热电阻在0℃和100℃时名义电阻值；

(dR/dT)t=0，(dR/dT)t=100——分别为被检热电阻在0℃和100℃时，电阻值对温度的变化率，Ω/℃；

Δti，Δt100——分别为被检热电阻偏离0℃和100℃的差，℃；

三、标准不确定度评定

1.输入量Δti，Δth的标准不确定度u(Δti)，u(Δth)的评定

有四个不确定度来源：Ri、Rh测量重复性，插孔之间的温差，电测设备，测量电流引起的自热。

(1)测量的重复性u(Ri1)和u(Ri2)，属A类不确定度评定

以A级铂热电阻的一组10次重复性试验为例：

①检定0℃时，误差测量结果为(℃)：-0.0790，-0.0782，-0.0778，-0.0793，-0.0785，-0.0779，-0.0775，-0.0782，-0.0792，-0.0786，标准差s为0.0006℃，相当于0.234mΩ。

②检定100℃时，误差测量结果为(℃)：-0.0480，-0.0485，-0.0478，-0.0481，-0.0489，-0.0495，-0.0483，-0.0476，-0.0472，-0.0486，标准差s为0.0007℃，相当于0.266mΩ。

(2)插孔之间的温差引入的标准不确定度u(Δti2)和u(Δth2)，属B类不确定度

冰点槽插孔之间的温差很小，可以忽略不计。

(3)电测设备引入的标准不确定度u(Δti3)和u(Δth3)，属B类不确定

热电阻测量仪的测量误差是主要的不确定度来源，四端转换开关杂散电势引起的不确定度相对很小(换算成电阻，不超过±1mΩ)，可以忽略不计。

(4)自热引入的标准不确定度u(Δti4)和u(Δth4)，属B类不确定度

u(Ri4)=u(Rh4)=1.15×10-3Ω

则换算成温度：u(Δti4)=2.95mK，u(Δth4)=3.04mK

(5)u(Δti)和u(Δth)的计算

由于上述4个不确定度之间相互独立，因此合成为

主要有4个不确定来源：标准铂电阻的复现性和电阻比值的周期稳定性，电测设备的测量误差，测量电流引起的自热。

检定0℃时：

检定100℃时：

由于上述4个不确定度之间互相独立，因此合称为

四、合成不确定度表E.4

0℃测量的标准不确定度分量汇总

表E.5 100℃测量的标准不确定度分量汇总

由于各不确定度分量之间相互独立。因此

五、扩展不确定度

检定0℃时：U=kuc(Δt0)=83.38mK，k=2；

检定100℃时：U=kuc(Δt0)=109.94mK，k=2；