工業(yè)鉑熱電阻0℃電阻值測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

摘要:本文依據(jù)JJC2292-2010C工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程)對(duì)工業(yè)鉑熱電阻0℃電阻值測(cè)量結(jié)果的不確定度從測(cè)量設(shè)備、方法和人員等方面進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)定。
1概述
　　工業(yè)鉑熱電阻0℃電阻值測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定是依據(jù)JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程》,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)采用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，電測(cè)設(shè)備采用數(shù)字多用表,精度等級(jí)不0.05級(jí),采用的測(cè)量方法是用比較法進(jìn)行測(cè)量,也就是說(shuō)將被測(cè)對(duì)象和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)插入同一恒溫槽中,同時(shí)測(cè)量該恒溫槽的溫度,兩者之間進(jìn)行比較,被測(cè)對(duì)象我們采用一支A級(jí)鉑熱電阻。
2數(shù)學(xué)模型
R(0℃)=Ri-(dR/dT)t=0ti;
t=[Ri*-R*(0℃)}(dR/dT)*t=0
式中:Ri一被檢熱電阻在溫度ti時(shí)的電阻值:
(dR/dT)t=0一被檢熱電阻在0℃時(shí)電阻隨溫度的變化率:
Ri*、R*(0℃)一標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在溫度ti;和0℃時(shí)的電阻值;
(dR/dT)*t=0一標(biāo)準(zhǔn)熱電阻在0℃時(shí)電阻隨溫度的變化率。
3不確定度來(lái)源及分析
　　由數(shù)學(xué)模型可以看出，工業(yè)鉑熱電阻0℃電阻值測(cè)量結(jié)果的不確定度主要由兩個(gè)分量,一個(gè)是Ri,另一個(gè)是ti,分量Ri的來(lái)源主要是測(cè)量重復(fù)性和電測(cè)設(shè)備即數(shù)字多用表,分量t;的來(lái)源主要是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)即_二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和溫度源即冰點(diǎn)槽。其具體分析如下:
(1)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1的評(píng)定
　　我們以一支A級(jí)鉑熱電阻為對(duì)象,對(duì)被檢鉑熱電阻進(jìn)行了六次重復(fù)測(cè)量,其數(shù)據(jù)為(單位:Ω):
100.0199;100.0206;100.0205;100.0205;100.0199;100.0193
　　根據(jù)貝塞爾公式得:
U1=2.07x10^-4Ω
(2)二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)不確定度引入的不確定度u2的評(píng)定
　　根據(jù)檢定規(guī)程，二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)Rtp*的檢定周期不穩(wěn)定性為5mK,轉(zhuǎn)換成電阻為4.99x10^-4Ω,呈正態(tài)分布,故其引入的不確定度為:
u2=4.99x10^-4Ω/2=2.50x10^-4Ω
(3)數(shù)字多用表引入的不確定度u3的評(píng)定
　　我們采用0.005級(jí)的數(shù)字多用表,其不確定區(qū)間為±0.005%,則其半寬為1000x0.005%=0.005Q,呈均勻分布,故其引入的不確定度為:
U3=0.005Ω/√3=2.89x10^-3Ω
(4)冰點(diǎn)槽引入的不確定度u4的評(píng)定
　　冰點(diǎn)槽為我們自制，其同一水平面上的最大溫差不大于0.01℃,換算成電阻值為0.01℃x0.391Ω/℃=3.91x10^-3Ω,呈均勻分布，故其引入的不確定度u4為:
u4=3.91x10^-3Ω/√3=2.26x10^-3√。
4靈敏系數(shù)
　　因?yàn)橐陨细髁炕楠?dú)立,故其靈敏系數(shù)為:
C1=1;C2=1;C3=1;C4=1
5不確定度分量一覽表
 
6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
 
7擴(kuò)展不確定度
　　U=kuc=7.32x10^-3Ω k=2