工业铂电阻测量结果的不确定度评定

　　采用比较法，根据检定规程 JJG 229—2010 《工业铂、铜热电阻检定》的要求将标准器与被校工业铂电阻置于同一恒温装置内，控温装置将温度控制到设定点温度，满足温度波动度要求后，分别读取标准器与被校铂电阻的电阻值，并计算数据，得出工业铂电阻在不同温度点的测量结果。测量使用的仪器设备由二等标准铂电阻温度计、恒温槽、冰点槽、转换开关和电测仪器组成。下面评定在 15℃ ～35℃ ，相对湿度 30% ～ 80% 的环境条件下测量结果的不确定度。

　　1 数学模型

　　根据规程，被检工业铂电阻的阻值计算公式

　　式中: Rt为被测铂热电阻 t 温度时的实际电阻值; Ri为被测铂热电阻t 温度附近i℃ 时测得的电阻值;为被测铂热电阻t 温度时对温度的变化率; 对于工业铂电阻Pt100，；为标准铂电阻温度计t 温度时对温度的变化率; 为标准铂电阻温度计 t 温度附近 i℃ 时测得的电阻值;R*tp为标准铂电阻温度计水三相点测得的电阻值; W*t为标准铂电阻温度计t 温度时的电阻比值。

　　由于是常数，在式 ( 1) 两边同除以被测铂热电阻对温度的变化率，将电阻量转换成温度量，即

　　把 ΔW*带入式 ( 2) ，即得数学模型为:

　　2 灵敏系数和合成方差

　　由于各输入量彼此独立，根据不确定度传播率，合成方差为

　　3 输入量的标准不确定度评定

　　3. 1 tRi引入的标准不确定度分量u₁

　　( 1) 测量重复性引入的标准不确定度分量u11用温度标准装置对一常规的被测对象 ( 编号为100224 的 Pt100 热电阻) 测量重复性条件下在 0℃ 和100℃ 两检定点，按检定规程要求进行 10 次独立重复测量，得到测量重复性试验数据如表1。

　　换算成温度为3. 46mK。

　　实际测量时，测量次数为4 次，以测得的平均值为测量结果，则测量结果的标准不确定度为:

　　( 2) 电测设备引入的标准不确定度分量 u12

　　标准不确定度u12的来源主要是电测设备引入的，采用B 类方法评定。其值可由其电测设备的最大允许相对误差确定。由电测设备说明书得知，电测设备的最大相对误差为±0. 003%。

　　在0℃ 时， 区间半宽为0. 003% × 100Ω =0. 003Ω，在区间内服从均匀分布，取k=，则u₁₂=0. 003Ω/ = 1. 73mΩ， 转换成对应的温度mK为: 4. 42mK;

　　( 3) 温场不均匀引入的标准不确定度分量

　　u₃标准不确定度u13的来源主要是温场不均匀引入的，采用 B 类方法评定。其值可由其温场均匀性确定。按检定规程要求，插入位置间温场均匀性不大于0. 01℃ ，以半区间计算，在区间内服从均匀分布，取k= ，则u13= 0. 005℃ / = 0. 003℃ = 3mK。