Excel在电动温度变送器测量结果不确定度评定的应用

　　1·概述

　　1·1　测量依据:JJF1183-2007《温度变送器标准规范》。

　　1·2　环境条件:温度(20±2)℃,相对湿度(45~75)%。

　　1·3　测量标准:Zx74直流电阻箱,准确度等级0·01级;5000型数字多用表,最大允许误差:±(0·010%×rdg+0·0005FS)。

　　1·4　被测对象:配热电阻用电动温度变送器,分度号Pt100,测量范围:(0~100)℃,输出范围:(4~20)mA,准确度等级:0·5级最大允许误差Δ=±0·080mA。

　　1·5　测量过程:采用直接测量法,以电阻箱作为模拟的输入电阻信号,用数字多用表测量相应输出值。

　　2　数学模型

　　式中:ΔIt-变送器在温度t时的测量误差;Ud—变送器的输出电压值;R—标准电阻值;Im—变送器输出量程;tm—变送器的温度输入量程;ts—变送器的输入温度值(电阻值对应的温度值);I0—变送器的输出起始电流值。

　　3　各输入量的标准不确定度分量的评定

　　下面以50℃点为例进行测量结果不确定度评定输入量Ud的标准不确定度u( Ud),分别由重复性条件下电动温度变送器的测量重复性引起(采用A类评定方法)和数字多用表的最大允许误差引入的(采用B类评定)。输入量R的标准不确定度经计算均小于被检电动温度变送器允许误差极限的1/20。因此,本评定方法从简单、实用的角度忽略不计。输入量ts的标准不确定度来源于标准器示值误差,可以用B类方法进行评定。下面对各主要标准不确定度分量进行评定。

　　(1)输入量Ud的示值重复性引入的标准不确定度u( Ud1)的评定

　　在重复性条件下,在同一行程下对电动温度变送器进行10次独立测量,得到10次测量数据,并设计为表1的Excel电子表格。

　　实际测量情况是在重复性条件下连续测量三个循环,以6次测量的平均值作为测量结果,则u(Dd1)=0·061mV,自由度为vd1=9。

　　(2)输入量Ud的数字多用表示值误差导致的标准不确定度u( Ud2)的评定

　　采用B类方法进行评定,数字多用表的最大允许误差:Δ=±(0·010%×rdg+0·0005FS),此例最大允许误差±0·00112V,即分散区间的半宽为0·00112V,在此区间可认为服从均匀分布,包含因子k= 3,则u( Ud2)=(0·00112×1000/ 3)mV,估计可靠性为90%,其自由度vd2=50

　　(3)输入量ts标准不确定度u(ts)的评定

　　直流电阻箱在50℃(119·40Ω)时的示值误差换算成温度值为±0·04℃,在此区间可认为服从均匀分布,包含因子k= 3,即分散区间的半宽为0·04℃,则u(ts)=0·02℃。估计可靠性为90%,其自由度vts=50。