智能仪表测量S型标准热电偶检定炉温度场结果不确定度评定

　　热电偶检定炉是各级计量技术机构和各类实验室检定热电偶时所用的一种电加热设备，正确开展热电偶检定炉温场测量结果的不确定评定，对于精密测温有着非常重要的意义。

　　( 1) 测量依据: JJF 1184—2007 《热电偶检定炉温度场测试技术规范》

　　( 2) 测 量 条 件: 环 境 温 度 21℃、相 对 湿 度:53% RH。

　　( 3) 测量标准器: 二等标准铂铑 10 - 铂热电偶2 支。

　　( 4) 测量方法: 将 2 支二等标准铂铑 10 - 铂热电偶中的一支作为移动标准偶，在检定炉轴向或径向规定位置移动，另一支作固定标准偶 ( 参考标准偶) ，固定于轴向或径向规定位置不动，用微差法测量移动标准偶在任意一点相对于固定 “0”点位置的温度差值。

　　本次测量以 1000℃为例。

　　1 数学模型

　　移动标准偶在任一点相对于 “0”点的温度差值为

　　将电势值转化成温度值，式 ( 1) 可写为

　　式中: Δt( t) i为移动标准偶与固定标准偶在任意位置点的温度差值，℃; Δt( t) 0为移动标准偶与固定标准偶在固定点 “0”点的温度差值，℃。

　　2 输入量标准不确定度的评定

　　2. 1 输入量 Δt( t) i

　　( 任一位置) 的标准不确定度 u1输入量 Δt( t) i( 任一位置) 的标准不确定度来源有: 标准偶测量重复性、电测设备测量误差、参考端温度影响、转换开关寄生电势、两次测量位置不一致性、热电偶电极不均匀、炉温波动。

　　( 1) 标准偶测量重复性引入的标准不确定度 u1. 1

　　测量时，由于热电偶的短期不稳定性引起的测量结果具有分散性，选用一支二等标准铂铑 10 - 铂热电偶，在 1000℃等精度测量 10 次 ( 单位: μV) ，数据为: 9582. 6、 9583. 3、 9582. 9、 9582. 4、 9583. 9、9584. 0、9583. 7、9584. 2、9584. 0、9583. 5。 用贝塞尔公式计算:

　　由于测量结果取两次测量的平均值，故 m =2，则

　　( 2) 电测设备测量误差引入的标准不确定度 u1. 2

　　本系统采用 KEITHLEY2000 型 6(1/2)数字电压表，分辨力 0. 1μV，在测量两支标准偶时主要影响来自于数字电压表的短期稳定性，其值不大于 1μV，按均匀分布处理，则

　　( 3) 参考端温度影响引入的标准不确定度 u1. 3

　　标准热电偶参考端至于同一冰点器中，任意两参考端间最大温差≤0. 05℃，取半宽区间为 0. 025℃，按均匀分布处理，则

　　( 4) 转换开关寄生电势引入的标准不确定度 u1. 4