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      科普知識
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      熱電偶溫度傳感器

      標準熱電偶測量結果不確定度主要來源

      發布日期:2022-04-17 點擊率:79

      在一等標準熱電偶和二等標準熱電偶分度中,標準熱電偶測量結果不確定度主要來源于以下幾個方面:
      1、標準器(上級標準熱電偶)的不確定度。
      2、電測量儀器的準確度。
      3、檢定爐溫場的均勻性。
      4、冰點器偏離冰點及溫場的均勻性。
      5、測量回路寄生電勢。
      6、熱電勢檢定測量結果的重復性。 
       
      貴州省計量測試研究院李培國、徐淑蘭工程師對上級標準熱電偶的不確定度、熱電偶穩定性導致的不確定度、熱電偶捆扎安裝復現性引起的不確定度、參考端溫度導致的不確定度和測量回路寄生電勢導致的不確定度分量的評定談幾點看法:
       
      1、上級標準熱電偶的不確定度
      分度一等標準熱電偶時,雖然用了兩支標準熱電偶作為標準器。其分度點上的熱電勢值 應為兩支熱電偶證書給出的分度點上對應電勢值
      的平均值,即
                               
            (2)
      式中C1、C2為靈敏系數。
      兩支標準組熱電偶往往是由同一標準器傳遞,具有強相關性,相關系數
      。帶入式(2)計算可得:
                                  
       包含兩個分量,即標準分度是評價結果由證書給出或由檢定系統給出的不確定度 ,二者不相關,其分度不確定度為:
                               
       分別不大于5μV和10μV。但對于鋁點、鋅點變化值 要小于和遠小于該值。因此在評定這項不確定度時以銅點的。如銅點,其不確定度 。

      3、熱電偶捆扎安裝復現性引起的不確定度
      熱電偶捆扎安裝復現性 主要是加熱爐和冰點器溫場不均勻造成,具有不定系統效應的性質,在重復條件下多次測量不能抵償或消弱。因此,分度時必須考慮這個影響量,可按B類不確定評價。

      熱電偶最后測量結果是取兩組測量結果的平均值 。按均勻分布處理,以P=100%的置信概率落在區間內,包含因子                    (5)

      由相應標準熱電偶檢定規程給出,如S型熱電偶,一等標準熱電偶和二等標準熱電偶在各分度點分別為3μV和4μV。由式(5),。其不確定度 主要由轉換開關本體、開關與連接導線、導線與參考端的接觸電勢構成。盡管開關各部材料相同,連接導線要求同一根導線剪下,其0.1μV級的微小電勢仍不可免。由于回路中開關本體和其他部分寄生電勢處于同一數量級,因此不能把開關寄生電勢作為整個測量回路寄生電勢。如規程只給出開關寄生電勢允許值,評估師可按其1.5-2倍考慮。也可以對回路進行整體實測。

      不僅大小不同,而且方向不定。因此,不確定度評價是半寬應為 )。如S型熱電偶規程規定 ,按均勻分布, 
       
      在標準熱電偶分度中測量不確定度評價時,應注意使用累計資料和通過實驗獲取的資料,不斷修正、完善評定結果。以適用所評定的實際數據代替有關技術資料給出的數據。如標準器、轉換開關等可用證書給出的數據,熱電偶穩定性、捆扎安裝復現性可用累計資料,而不必用檢定系統或檢定規程給出值。

             在一等標準熱電偶和二等標準熱電偶分度中,標準熱電偶測量結果不確定度主要來源于以下幾個方面:
      1、標準器(上級標準熱電偶)的不確定度。
      2、電測量儀器的準確度。
      3、檢定爐溫場的均勻性。
      4、冰點器偏離冰點及溫場的均勻性。
      5、測量回路寄生電勢。
      6、熱電勢檢定測量結果的重復性。 
       
      貴州省計量測試研究院李培國、徐淑蘭工程師對上級標準熱電偶的不確定度、熱電偶穩定性導致的不確定度、熱電偶捆扎安裝復現性引起的不確定度、參考端溫度導致的不確定度和測量回路寄生電勢導致的不確定度分量的評定談幾點看法:
       
      1、上級標準熱電偶的不確定度
      分度一等標準熱電偶時,雖然用了兩支標準熱電偶作為標準器。其分度點上的熱電勢值 應為兩支熱電偶證書給出的分度點上對應電勢值
      的平均值,即
                               
            (2)
      式中C1、C2為靈敏系數。
      兩支標準組熱電偶往往是由同一標準器傳遞,具有強相關性,相關系數
      。帶入式(2)計算可得:
                                  
       包含兩個分量,即標準分度是評價結果由證書給出或由檢定系統給出的不確定度 ,二者不相關,其分度不確定度為:
                               
       分別不大于5μV和10μV。但對于鋁點、鋅點變化值 要小于和遠小于該值。因此在評定這項不確定度時以銅點的。如銅點,其不確定度 。

      3、熱電偶捆扎安裝復現性引起的不確定度
      熱電偶捆扎安裝復現性 主要是加熱爐和冰點器溫場不均勻造成,具有不定系統效應的性質,在重復條件下多次測量不能抵償或消弱。因此,分度時必須考慮這個影響量,可按B類不確定評價。

      熱電偶最后測量結果是取兩組測量結果的平均值 。按均勻分布處理,以P=100%的置信概率落在區間內,包含因子                    (5)

      由相應標準熱電偶檢定規程給出,如S型熱電偶,一等標準熱電偶和二等標準熱電偶在各分度點分別為3μV和4μV。由式(5),。其不確定度 主要由轉換開關本體、開關與連接導線、導線與參考端的接觸電勢構成。盡管開關各部材料相同,連接導線要求同一根導線剪下,其0.1μV級的微小電勢仍不可免。由于回路中開關本體和其他部分寄生電勢處于同一數量級,因此不能把開關寄生電勢作為整個測量回路寄生電勢。如規程只給出開關寄生電勢允許值,評估師可按其1.5-2倍考慮。也可以對回路進行整體實測。

      不僅大小不同,而且方向不定。因此,不確定度評價是半寬應為 )。如S型熱電偶規程規定 ,按均勻分布, 
       
      在標準熱電偶分度中測量不確定度評價時,應注意使用累計資料和通過實驗獲取的資料,不斷修正、完善評定結果。以適用所評定的實際數據代替有關技術資料給出的數據。如標準器、轉換開關等可用證書給出的數據,熱電偶穩定性、捆扎安裝復現性可用累計資料,而不必用檢定系統或檢定規程給出值。

             

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