模拟信号数字仪表示值误差的不确定度评定

　　大、中型企业的生产中使用着大量的自动化指示、调节仪表,其中大部分是接受标准化模拟直流信号的仪表,很多企、事业单位建立了计量室。关于输入0~10mA或4~20mA仪表的示值误差测量结果的不确定度评定,是检定人员关心的焦点问题,下面结合学习JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》谈点粗浅认识。

　　1　方法和依据

　　(1)测量依据为国家计量检定规程JJG617—1996《数字温度指示调节仪表》。

　　(2)测量标准采用UPS-Ⅲ型, 0·01级智能回路校验仪,主要技术指标如表1。

　　(3)评定对象

　　接受标准化模拟直流信号的仪表,多用于输出0~10mA或4~20mA的各种变送器,数字指示仪表的显示范围可以有多种,仪表的允许误差以±(a%·S+b)表示,a为仪表准确度等级(0·1、0·2、0·5、1·0级),S为仪表量程,b为仪表的分辨力。

　　本次评定对象以配用温度变送器为例:

　　①分辨力为b=0·1℃的仪表,输入信号: 4~20mA,数字仪表显示范围: 0~200℃,最大允许误差:±(0·5%S+ 0·1℃) = 1·1℃,测量点: 0、50℃、100℃、150℃、200℃。

　　②分辨力为b=1℃的仪表,输入信号: 4~20mA,数字仪表显示范围: 0~800℃,最大允许误差:±(0·5%S+1℃)=5℃,测量点: 0、200℃、400℃、600℃、800℃。

　　(4)测量方法

　　将评定对象放在(20±5)℃、相对湿度RH(45%~75%)的恒温室中,按JJG617-1996中“输入基准法”进行检定,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。

　　2　数学模型

　　被检仪表在各检定点上的示值误差按(1)式计算:

　　式中:Δt为仪表的示值误差,℃;td为仪表显示的温度值,℃;ts为标准电流对应的温度值,℃。

　　3　方差和传播系数

　　(1)传播系数

　　(2)方差

　　因td、ts间彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按(2)式计算得到:

　　依据

　　4　输入量标准不确定度分量

　　4·1　输入量的标准不确定度u(ta)

　　来源主要有两部分,测量重复性和仪表分辨力。

　　(1)测量重复性导致的标准不确定度u(td1)u(td1)可以用“输入基准法”在同一个测量点上通过连续测量得到测量列,采用A类方法进行评定。

　　①分辨力为b=0·1℃的仪表在同一个转换点上对100℃点进行10次测量,得到测量列: 100·2℃、100·2℃、100·2℃、100·1℃、100·2℃、100·1℃、100·1℃、100·1℃、100·1℃、100·2℃。