在實驗室認(rèn)可過程中最為重要的環(huán)節(jié)之一是各種專業(yè)不確定度的評定工作。一切測量結(jié)果都不可避免地具有不確定度,而不確定度是一個全新的概念,測量不確定度是表征被測量的真值所處量值范圍的評定。測量不確定度可以包括許多分量,按其數(shù)值的評定方法可以歸并成兩類: A類分量可根據(jù)測量列結(jié)果的統(tǒng)計分布進(jìn)行估計,并可用實驗標(biāo)準(zhǔn)差表征; B類分量根據(jù)經(jīng)驗或其他信息進(jìn)行估計,并可用假設(shè)存在的近似的“標(biāo)準(zhǔn)偏差”表征。A類分量與B類分量可用通常合成方差的方法合成,所得的“標(biāo)準(zhǔn)偏差”稱為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按輸出量Y的估計值y給出的符號為uc(y), y通常采用量的符號。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度確定后,將其乘以給定概率P的包含因子kP,從而得到擴(kuò)展不確定度UP=kPuc(y)。可以期望在y-UP至y+UP的區(qū)間內(nèi),以概率P包含了測量結(jié)果的可能值。kP與y的分布有關(guān),當(dāng)可以按中心極限定理估計接近正態(tài)分布時,kP采用t分布臨界值(或簡稱t值)。kP=tP(νeff),一般采用的P值為99%和95%。多數(shù)情況下,采用P=95%。由于不確定度使測量結(jié)果中存在無法修正的部分,它反映了被測量值的真值不能肯定的誤差范圍的一種評定。數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀表(配熱電偶)示值誤差的測量結(jié)果不確定度評定規(guī)范從易于理解、便于操作、利于過渡出發(fā),對校準(zhǔn)實驗室溫度專業(yè)各種量程0·5級及以下儀表測量結(jié)果的不確定度評定均具有適用性。
(1)概述
1)測量依據(jù): JJG 617—1996《數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀》檢定規(guī)程,按“輸入基準(zhǔn)法”進(jìn)行測量。
2)測量環(huán)境:溫度(20±5)℃;相對濕度45% ~75%。
3)測量標(biāo)準(zhǔn):直流電位差計,型號UJ33a,準(zhǔn)確度等級0·05級。
4)被測對象:測量范圍從-200℃~+1800℃,配以不同類型熱電偶的數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀表。
5)測量過程:依據(jù)JJG 617中“輸入基準(zhǔn)法”進(jìn)行測量,測量結(jié)果以多次正反循環(huán)的算術(shù)平均值計算示值誤差。
(2)數(shù)學(xué)模型
(3)輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定
1)輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td)的評定
u (td)的不確定度來源主要為儀表的測量重復(fù)性和分辨力。
a)測量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td1)
在各測量點進(jìn)行重復(fù)循環(huán)測量,測量次數(shù)可由客戶提出要求,一般n≥6。
測量結(jié)果以算術(shù)平均值給出,采用A類方法進(jìn)行評定。
b)儀表分辨力導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td2)
u (td2)采用B類方法進(jìn)行評定,由儀表的分辨力b導(dǎo)致的示值誤差區(qū)間半寬為,按均勻分布考慮,包含因子。
2)輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (ts)的評定
u (ts)來源于直流電位差計UJ33a的輸出誤差,因環(huán)境溫度引入的不確定度可以忽略不計。
用直流電位差計UJ33a作為標(biāo)準(zhǔn)器時,標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (ts)可以采用B類方法進(jìn)行評定,按均勻分布考慮,包含因子,則
式中 Δ為直流電位差計UJ33a的基本誤差,Δ=0·05% ,其中Ux為測量點的溫度所對應(yīng)的標(biāo)稱電勢值,Un為直流電位差計UJ33a的基準(zhǔn)值;S(被)為被測儀表在測量點的微分電勢值。
3)輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (e)的評定
輸入量e的不確定度的主要來源為補償導(dǎo)線修正值和冰瓶導(dǎo)致的不確定度。
a)補償導(dǎo)線導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (e1)
u (e1)用B類方法進(jìn)行評定,按均勻分布考慮。
b)冰瓶導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (e2)
u (e2)用B類方法進(jìn)行評定,按均勻分布考慮。
c)輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (e)的計算
由于e1和e2彼此相互獨立,因此
(4)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定
1)靈敏系數(shù)
2)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算
輸入量td、ts及e相互之間彼此獨立,所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
(5)擴(kuò)展不確定度的評定
取k=2,擴(kuò)展不確定度U=kuc(Δt), U值最多取兩位有效數(shù)字。
(6)測量不確定度的報告與表示
給出測量結(jié)果的同時給出U和k。