铂热电阻不确定度的评定.pdf

第36卷,第5期
安徽化
Vol 36. No.
2010年10月
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
Oct.,2010
铂热电阻不确定度的评定
张静薇
(安庆曙光化工股份有限公司,安微安庆246005)
摘要:分析了铂热电阻的标准不确定度和合成不确定度,为铂热电阻在化工企业的测量准确性提供了不确定度的检测方法。
关键词:铂热电阻;测量不确定度;标准不确定度;合成标准不确定度;扩展不确定度
doi:10.3969%5.issn.1008-553X.2010.05.028
中图分类号:'TM934.1文献标识码:A文章编号:1008-53X(2010)05-0079-03
1前言
工业计量是工业生产中的一项基础技术工作,测量序号
测量示值(℃)d-d(℃)
结果的质量直接影响企业的经济利益。当报告测量结果
-0.003
时,必须对其质量给出定量说明,以确定测量结果的可
0.017
信程度。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表
54.96
征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的
0.037
大小。所以,测量结果必须附有不确定度说明才是完整
6789
55.02
0.017
并有意义的。
铂热电阻广泛应用于化工行业管道、容器的温度远
55.01
0.007
55.03
0.027
传测量。铂热电阻测量示值的准确性直接关系到生产的
∑
安全和质量的稳定,因此,对铂热电阻的测量不确定度
55.003
评定是对测量结果可信度的证明。
0.0279
2测量不确定度的评定方法及步骤
t=55.003℃-0.2℃=55.,203℃
现有反应压力容器使用带铂热电阻的数字温度计
反应器内部温度测量不确定度的构成要素,即测量
测量容器内部的实际温度,对此铂热电阻进行不确定度不确定度分量主要包括三部分:计量人员在重复性条件
评定。首先建立数学模型,在此基础上进行A类、B类、下进行重复测量引入的标准不确定度,用数字仪表进行
合成不确定度评定,最后得出不确定度结论。
测量引入的标准不确定度,以及铂热电阻校准时引入的
从出厂说明书査知数字温度计的分辨力是001℃,标准不确定度。
准确度为±0.2%。铂热电阻每年校准一次,今年的校准证2.2A类标准不确定度分量评定
书表明其不确定度为2.0℃(置信水准为99%),在55℃
计量人员对反应器内部的温度作n=10次独立重
时的修正值为0.2℃。温度设置到55℃时,稳定半小时后复测量,从数字温度计上读得10个显示值i,则其最佳
从数字温度计上重复测得10个显示值d,列入表1。
估计值d为d的算术平均值。
2.1建立数学模型
确定反应器内部测量点处温度T与数字温度计显
∑a∑
d =d=
示值D和铂热电阻修正值B之间的函数关系:T=D+B。
=55,003℃
10
设被测温度T的测量结果为t,输人量D和B的估
表征测得值对其最佳估计值分散程度的参数,通过
计值或最佳估计值分别为d和b,则温度的测量结果可对测量列的统计分析,用贝塞尔公式求得:
表示为:t=d+b。
s(d1)=0.0279℃
将已知条件代入上式,得出测量结果为
s(d)=s(d)Vn=0.0279/V10=0.008℃
收稿日期:2010-06-07
作者简介:张静薇(1974-),女,毕业于安徽大学,助理工程师,目前从事化工计量管理工作,13855639747,aqzjw(@Sohu.com
总第167期2010年第5期(第36卷)
安徽化工
这就是测量不确定度分量的A类评定,通常用u类标准不确定度分量,以±(12)×0.01℃为最大边界,
(d)来表示输入估计值d的标准不确定度分量。对于d所有的值均以等概率包含于此界限之内(均匀分布)。若
的A类评定u(d1),可由n次独立重复观测的算术平均把步进量的宽度(0.01℃)看成是置信区间的宽度,则单
值的标准差算得,即
次测量由步进量带来的标准不确定度为其半宽除以
u(d4)=s(d)=0.008℃
V3,即为0.005℃/V3=0,003℃.。因此,对于10次测
u(d1)的自由度=n~1=10-1=9
量的算术平均值d而言,由数字温度计分辨力引入的B
2.3B类标准不确定度分置评定
类标准不确定度分量u(d'2)=0.001℃。因为0.001℃远
(1)从出厂说明书查知数字温度计的准确度小于0.0636℃,故忽略不计。
为±0.2%,所以,最佳估计值d=d=55.003℃中还含有
从铂热电阻的校准证书得知,55℃时的修正值b=02
数字温度计本身引人的测量不确定度分量。
℃,其不确定度为2.0℃,置信水准为99%。由
5x0.2%-0.11℃
JF1059-19953节中的表2可知,其包含因子k-2576,
可估计d在a-0.110,da-0.1℃]区间,即故铂热电阻校准引入的B类标准不确定度:
54.893~55113范围内都可能出现,且出现的机会在区u(b)=2.0C/2.576=0.776℃
间内各处均等,而不可能在区间外出现,故呈均匀分布
根据经验判断,u(b)具有90%的可信度,则它的不
或对称矩形分布,其半宽为0.11℃。由JF1059-1990565可信度即其相对估计标准差或相对标准不确定度为o
节中的表3可知,与均匀分布有关的B类标准不确定度{i(b)yu(b)=10%,则
分量u(d2)为:
Y3=1/2{o[u(d2yu(d2)2-50
u(d2)=0.11℃/V3-0.1101.3=0.0636℃
2.4合成标准不确定度U。
u(d2)的自由度v2取决于信息来源的可靠程度。假
因为t随d和b等量变化,故灵敏系数均为1。以上
定估算得到的这个B类标准不确定度分量本身具有各不确定度分量彼此独立,互不相关,在此条件下:
80%的可信度,也就是说u(d2)的不可信度为1-80%
u ()=Vu(d2+u(d2>+u,
20%,或者说u(d2)的相对估计标准差或相对标准不确
0.0088-0.06368+0.7762=0.606℃
定度为ru(d2)yhu(d2)=20%。根据JF1059-19905.12
有效自由度为
节中的式(17),可知u(d2)的自由度为
レレ=u-(t)Lu(d)+u(d2)v2+u(b)yJ
レ2=12{o[u(d2)yu(d2)}2=12.512
0.606/(0.00885/9+0.063612+0.776/50)
这里的B类标准不确定度u(d2)的相对标准不确定
18.59≈18
度,是根据实践经验,综合可用信息来源,对其可靠程度
查JF1059-199《测量不确定度评定方法》附表,因
或可信度所作的估算和判断。
d=18,取P=95,则k=2.10。
(2)因数字温度计的分辨力(0.01℃),为数字仪表
2.5扩展不确定度U
的步进量,即有效数字的末位或最小有效数字跳动“
Us=k?U。=2.10x0.606=1.27℃
步”时示值的变化量。所以,数