动圈式温度指示调节仪示值误差测量结果的不确定度评定

1　概述

1·1　测量依据

动圈式指示调节仪的测量方法依据JJG186-1997《动圈式温度指示、指示位式调节仪检定规程》。

1·2　测量环境

温度(20±5)℃;相对湿度(45~75)%RH。

1·3　测量标准

用CST3005热工仪表校验仪作为测量标准作为测量标准。

1·4　被测对象

配热电阻动圈式温度指示调节仪(以下简称仪表)。总的测量范围从-200℃∽+800℃,配以不同类型的热电阻及热电偶,测量范围可以有多种;仪表的允许误差通常以±k%FS表求,其中k为准确度等级指数,可以有0·5,1·0,1·5几种;FS为仪表的量程。注:目前仪表的FS有两种表求方式,仪表刻度为非线性,以输入的电量程表示线性刻度的,以仪表指示的温度量程表示。在不确定评定中,FS按温度量程处理。

本次评定的对象为动圈式指示调节仪:1·0级、Pt100、(0∽+400)℃,最大允许误差±4℃。

1·5　测量过程

(1)按JJG74-1992及JJG186-1997的检定方法,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。动圈式指示调节仪的测量点(℃)为0,100,200,300,400。

(2)从下限值开始进行上、下行程三个循环的测量,以三个测量循环中同一行程的平均值计算示值误差,作为测量结果。

1·6　评定结果的使用

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

2　建立数学模型

2·1　数学模型

Δt=td-ts

式中:Δt—仪表的示值误差;td—仪表的显示值;ts—标准器电阻示值对应的温度值。

2·2　灵敏系数

因各个输入量彼此独立不相关,所以

2·3　传播率公式

3　全部输入量td的标准不确定度u(td)评定及其相应自由度

3·1　输入量td的标准不确定度u(td)的评定

输入量td的不确定度来源主要为仪表读数机构对刻度的误差和测量重复性。

(1)仪表读数机构对刻度导致的标准不确定度u(td1)由仪表读数机构导致的标准不确定度u(td1)可以采用B类评定方法进行评定。由仪表读数机构导致的读数误差区间半宽a一般为仪表允许误差的1/20∽1/40。动圈式指示调节:通常取a=0·025k%FS=0·1℃,按均匀分布考虑,包含因子k= 。因此u(td2)=a/=0·06,可靠性80%,则自由度

(2)测量重复性导致的标准不确定度u(td2)u(td2)可以通过连续测量得到的测量列,采用A类评定方法进行评定。动圈式指示调节:

按上述方法进行实验,得出的结果为σ(s)>Sp/4,说明此类仪表不太稳定,不能使用Sp,但可以用Smax代替所有同类动圈式指示调节仪的实验标准偏差。最大实验标准偏差为Smax=0·1k%FS=0·4℃实际测量时,u(td2)=Smax/=0·4/ =0·23℃,自由度v2=9