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一体化温度变送器示值误差测量值的不确定度评定

时间:2017-10-19

1 概 述 1.1 测量依据:JJF1183 —2007((温度变送器校准规范》。 1.2 测量方法 :采用 比较法进行测量 。 1.3 测量环境 :环境温度 20~C ±2℃ ,相对湿度 < 85% 。 1.4 测量标准 : 表 1 计量标准设 备 2 建立测量模型及不确定度来源分析 2.1 测量模型 根据校准规范,用 比较法校准温度变送器时,其计算 公式为 : 一 r , 一 1 AI,= 一I ( — o)+,0 l m J 式 中:△ 一被校变送器被校点的测量误差 ,m A ; 一 被校变送器被校点实际输 出的平均值 ,m A ; , 一被校变送器的输出量程 ,m A ; £ 一被校变送器 的输入量程 ,oC ; ,n一被校变送器的输 出理论下限值 ,m A ; 一 二等标准铂电阻测得的平均温度值 ,℃; to一被校变送器输入范围的下限值 ,℃ 。 2.2 不确定度传播率 2 (△,f) = c2 1 ( ) + c2 2 。(t—to) 灵敏系数分别为 : OA I, , OA I, lm C1VUV压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

2 1 2.3 测量不确定度来源 2.3.1 标准铂电阻温度计引入的不确定度 : (1)标准铂 电阻温度计 自热效应引入的不确定度 ; (2 )标准铂 电阻温度计稳定性引入的不确定度;(3 )标准 铂电阻温度计 引入的不确定度 ;(4 )数字多用表准测 量引入的不确定度 。 2.3.2 被测温度变送器引入的不确定度 : (1)数字电流表的准确度引入的不确定度 ;(2 )数字 电流表的分辨力引人 的不确定 度 ;(3 )恒温槽温场非常大 温差引入的不确定度 ;
(4 )恒温槽水平温差引入 的不确 定度 ;(5)被测温度变送器重复测量值引入的不确定度 。 3 不确 定度评 定 以温度变送 器校准为例 ,分析 150 oC 校准点 的测量 不确定度 。 3.1 标准铂电阻 自身引入的不确定度评定 (1)标准铂 电阻 自热效应引入的不确定度 , 采用 B 类方法评定。二等标准铂电阻的 自热效应 , 查检定规程为 4i n K ,按均匀分布 ,其扩展不确定度为 : U 1 : 4 — _ m = =_ K : 0.002 31~C √3 (2)标准铂电阻稳定性引人的不确定度 “ 采用 B 类方法评定。二等标准铂 电阻的稳定性 ,查 检定规程为 18m K ,按均匀分布 ,可得 : U 2 : — 1 — 8 = m - K :0.0 10 39 ~(: 03 (3) 标准铂电阻温度计 R 。引入的不确定度 u, 采用 B 类方法评定。二等标准铂 电阻的 R 查检定 规程为 10m K ,按均匀分布 ,可得 : U 3 : — 10 — m K :0.0057 7 ~C √3 一体化温度变送器示值误差 驯量值 的不确定度 评定 (4 ) 数字多用表引入的不确定度 1L 采用 B 类方法评定。R 由数字多用表测量,而 : 直接引用检定证书 中给 出的值 时的不确定度评 估 = R ;,由于 和 是用不同电测设备测得,测量误 差之间互不相关 。因此 ,d 可用方差合成 的方法得到 : (等 ( 【毒(Q 舢1)]。 + tp * R ,p ; 】 At = 10m K 为检定周期 内 的稳定性。按照上述 得到得 测量的非常大误差,可按均匀分布估算 11"4 : — ~ / — 0 — . — 0 — 0 — 0 — 2 — 0 — 2 — — + — 0 — . = 0 =_ 0 — 0 — 0 — 6 2 :3 1.47 m K :0.03 14 7 ~C 0.00381 43 3.2 测量被测温度变送器时引入的不确定度 (1)数字电流表引入的不确定度 采用 B 类方法评定。根据数字 电流表说 明书 30m A 量程误差 为 ±(0.02% } reading + 0.003% $ range ),取 其半区间,按均匀分布,取 k = 可得 : u : X C 2 — — — — — — — 一 = 0.02 652 oC 其 = 一 一
(2 )恒温槽温场的非常大温差引入的不确定度 采用 B 类方法评定 。恒 温槽 在其 温场的非常大垂直 温差不超过 0.02~C ,按均匀分布 ,取 = ,可得 : /d,6 : O — . — 0 — 2 _=_ ~(2 :0.005 774 ~C 2 √3 (3 )恒温槽温场 的水平温差引入的不确定度 采用 B 类方法评 定。恒温槽在其温场 的非常大水平 温差不超过 0.01~C ,按均匀分布 ,取 k = 可得 : u,: :0 .0 02887 ~C ‘ 2 √3 (4 )被测温度变送器测量重复性引入的不确定度 u 采用 A 类方法评 定。被校温度 变送器示值重复性 测量数据见表 2 : 表 2 被测温度变送器重复测量数据 (mA ) t 20.00l1 20.00l2 20.00l1 加.0012 20.00l1 20.00I2 2n 00I】2n 00I2 2n 00U 20.00l2 计算试验标准偏差 : : √墨 1 0 』 一 = 0 .0000 53m A 实际以测量 4 次的算术平均值作为测量结果 : u8 : ×c2 :0.000 25 ~C 4 n 其 = =一每=一 4 合成标准不确定度及扩展不确定度 (1)合成标准不确定度 以上各分量好立不相关,按方和根得合成标准不确 定度 = ^// + + ;+u + ;+ :+ ;+‰2 可得 : = 0.04339℃ (2 )扩展不确定度 取包含概率 P = 95%,包含因子 k =2 ,扩展不确定度为: U = M ×k = 0 .04 339 ×2 = 0 .09 ~C
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