数字温控仪示值误差的不确定度分析

　　1　概述

　　1·1　测量环境

　　温度(20±5)℃;相对湿度45%~75%。

　　1·2　测量标准

　　用直流电阻箱作为测量标准,选用ZX81型直流多值电阻箱。它的主要技术指标如表1所示。

　　1·3　被测对象

　　配热电阻数字温度指示调节仪(以下简称仪表)。总的测量范围从-200℃~+800℃,配以不同类的热电阻,测量范围可以有多种;仪表的允许误差通常以±(a%FS+b)表示,其中a可以有0·1、0·2、0·3、0·5、1·0几种,FS为仪表的量程,b为仪表的分辨力,以b=0·1℃和1℃为常见。

　　本次评定的对象为分辨力为0·1℃的仪表:规格为Pt100分度、测量范围0~150℃,最大允许误差

　　Δd=±(1%FS+0·1℃) =±1·6℃

　　1·4　测量过程

　　(1)按JJG617-96中“输入基准法”进行检定[1],在测量范围内选择5个测量点,包括上限值和下限值在内基本均等。

　　分辨力为0·1℃的仪表测量点为0、40、80、120、150℃。

　　(2)从下限值开始进行两个循环的测量,以两个循环测量的平均值计算示值误差,作为测量结果。

　　1·5　评定结果的使用

　　在符合上述条件的情况下,可以根据仪表的分辨力、配用热电阻的类型和测量范围,采用下述不确定度的评定方法给出相应的评定结果。

　　2　数学模型

　　式中　Δt为仪表的示值误差;td为仪表的显示值;

　　ts为标准器电阻示值对应的温度值。

　　3　输入量的标准不确定度

　　3·1　输入量td的标准不确定度u(td)

　　输入量td的不确定度来源主要有两部分:测量重复性和仪表的分辨力。

　　(1)测量重复性导致的标准不确定度u(td1)

　　u(td1)可以有“输入基准法”在同一个点上通过连续测量得到的测量列,采用A类方法进行评定。不同分辨力的仪表具有不同的测量重复性。

　　分辨力为0·1℃的仪表,在100℃同一个转换点上进行连续10次测量,得到测量列100·3、100·4、100·4、100·3、100·4、100·4、100·4、100·3、100·4、100·4℃平均值为td=100·37℃≈100·4℃

　　单次实验标准偏差为

　　任选3台同类型仪表分别在量程的10%、50%、90%附近进行重复性条件下的连续10次测量,共得到9组测量列。每组测量列分别按上述方法计算。得到单次实验标准偏差如表2所示。

　　合并样本标准偏差