钢水测温系统温度测量示值误差的不确定度评定

　　1　测量方法

　　为准确测量转炉钢水温度,我们选用型号为KS-602P、分度号为S、量程为1400℃~1600℃的快速热电偶;型号为KZ-300BG、分度号为S、量程为1200℃~1769℃的壁挂式微机数字测温仪。快速电偶将转炉内钢水温度转换成直流毫伏热电势值,通过S型补偿导线传送到微机数字测温仪,测温仪显示测量温度,测量原理图1所示。

　　2　测量过程数学模型建立

　　为评定测量系统测量温度示值误差不确定度,根据测量方法建立数学模型,即确定转炉内钢水温度t与微机数字测温仪显示值d热电偶修正值b之间的函数关系: t=d+b

　　3　测量不确定度来源

　　分析测量不确定度来源,应对测量系统各影响量进行评定,力争做到不遗漏、不重复。本套测温系统的测量不确定度分量主要来源以下几个方面:

　　(1)转炉钢水温度分布不均匀引起的标准不确定度u(d1);

　　(2)热电偶测量误差引起的标准不确定度u(d2);

　　(3)补偿导线测量误差引起的标准不确定度u(d3);

　　(4)热电偶插入位置不合要求引起的标准不确定度u(d4);

　　(5)微机数字测温仪示值误差引起的标准不确定度u(b1);

　　(6)校准用计量标准器引起的标准不确定度u(b2);

　　(7)环境条件(如振动、湿度、灰尘、电磁干扰等)引起的标准不确定度u(b3)。

　　在上述测量不确定度分量中,各分量彼此独立互不相关。为尽可能减小测量误差,提高测量准确度与成功率,要求岗位操作人员在使用快速热电偶测量钢水温度时,快速热电偶插入钢水深度为钢渣下300~400mm之间,测量时不要碰到炉壁或炉渣上,一般要求为转炉半径的1/2处,做到快、稳、准,当二次仪表得到测量结果时,立即提枪,快速热电偶在钢水中浸渍时间不得超过5s,这样,热电偶插入位置不合要求引起的标准不确定度较小,可忽略不计;校准微机数字测温仪用UJ33a直流电位差计、XTX-1型数字电流表均为0·05级,其准确度等级为被校表的1/10,两者示值误差引起的不确定度可以忽略;现场环境条件符合设备使用说明书要求,故忽略由环境变化引起的测量不确定度;另外,微机数字测温仪显示分辨率引起的测量不确定度,在其示值误差引起的测量不确定评定中已包含在内,为避免重复,不做单独评定。综上所述,合成标准不确定度为:

　　4　测量不确定度评定

　　4·1　转炉钢水温度分布不均匀引起的标准不确定度u(d1)

　　参照厂内生产工艺规程说明,转炉钢水温度分布不均匀度为±3℃,按JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》5·7条说明,假设其为均匀分布,k1= 3, u(d1)=3℃/ 3=1·73℃,这种假设的可靠程