电饭锅限温器动作温度测量不确定度评定

    电饭锅限温器动作温度是电饭锅重要的性能指标,一定程度上反映了电饭锅的质量,且对其测量较为复杂。本文将依据JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》计量技术规范,对其测量的不确定度进行分析和评定。

    1　测量原理及框图

    按GB4706·6—1995《家用和类似用途电器的安全　自动电饭锅的特殊要求》标准要求将被测型号为CFXB15-A (700W 4·0L)的三角牌电饭锅固定好,将测量范围为-40℃~1100℃的1级镍铬/镍硅K型热电偶测温端头焊接在限温器中心位置处,另一端接入测量范围为-200℃~1800℃的便携式数字温度计MT6100。放入空内锅后接通电源,并按下加热按钮使电饭锅正常工作,当由加热状态跳到保温状态时,从数字温度计上读出温度值^[1]。

    从使用说明书中可查知本测量所用数字温度计的分辨力为0·1℃,最大允许误差为±0·2%FS±1D。校准证书中查知K型热电偶的不确定度为1·5℃(置信水准为99% ),测量103℃左右时的修正值为0·1℃。测量原理框图如图1所示。

    2　测量过程数学模型的建立

    评定测量不确定度,首先要根据测量方法和测量程序建立测量数学模型。在建立数学模型时一定要考虑周全,要从计量器具、人员、环境、方法、被测量等多方面加以考虑,尽量不遗漏、不重复,按所需的测量准确度来模拟测量过程。

    限温器动作温度t与数字温度计显示值A和热电偶修正值B之间的函数关系为:

    t=A+B

    此测量不确定度主要包括两部分分量:在重复性条件下进行重复测量由随机效应导致的标准不确定度,用数字温度计进行测量及热电偶校准时由系统效应导致的标准不确定度^[2]。

    3　限温器动作温度测量不确定度评定

    3·1　随机效应导致的标准不确定度分量评定    对限温器动作温度作n=10次独立重复测量,从数字温度计上读得10个显示值a_i,这10次的测量结果及其残差ν_i和ν²_i的计算如表1。

10次测量结果的算术平均值为

按贝塞尔公式计算得,单次测量的实验标准差为

    通常情况下,我们取算术平均值作为最终测量结果, 10次测量结果算术平均值的标准不确定度为

    u(a₁)的自由度ν₁=n-1=10-1=9

    3·2　系统效应导致的标准不确定度分量评定

    (1)数字温度计测量引入的标准不确定度分量最佳估计值=103·4℃中含有数字温度计本身引入的标准不确定度分量。