工業鉑電阻測量結果的不確定度評定

【摘 要】本文分別從二等標準鉑電阻溫度計的分度傳遞引入的標準不確定度、標準鉑電阻溫度計不穩定引入的標準不確定度、電測設備引入的標準不確定度、冰點槽和油槽不均勻溫場引入的標準不確定度、測量重復性引入的標準不確定度分析評定了工業鉑電阻測量結果的不確定度。

【關鍵詞】工業；鉑電阻；均勻度；重復性；不確定度

1.輸出量

二等標準鉑電阻溫度計檢定裝置分別測出被檢工業鉑熱電阻/銅熱電阻溫度計在0℃/100℃或300℃溫度點上的電阻值Ri（t℃），查表計算得出分度偏差，從而判定其合格與否。

2.輸出模型

R（t）=Ri-（dR/dt）×Δt

式中：Ri——被檢熱電阻在溫度ti時的電阻值（Ω）。

dR/dt——溫度ti時電阻變化率（Ω/℃）。

Δt——Δt=

3.標準不確定度的評定

3.1二等標準鉑電阻溫度計分度傳遞引入的標準不確定度u1

二等標準鉑電阻溫度計的傳遞標準，其符合正態分布。二等標準鉑電阻溫度計在0℃時的不確定度為0mK；100℃時的不確定度為6.8mK。取置信水平為0.99，k=2.58。

則：0℃：u1=0（mK）； 100℃：u1=6.8/2.58=2.64（mK）

3.2二等標準鉑電阻溫度計不穩定引入的標準不確定度u2

二等標準鉑電阻溫度計在0℃時為6mK，100℃時為4.65mK，其符合正態分布。取置信水平為0.99，k=2.58

則：0℃：u2=6/2.58=2.32（mK）； 100℃：u2=4.65/2.58=1.80（mK）

3.3電測設備引入的標準不確定度u3

數字多用表34420A測量電阻檔100Ω，測量精度為：

Δ=±（0.0060%×讀數+0.0002%×量程）；二等標準鉑電阻溫度計阻值分別為R（0℃）=25Ω、R（100℃）=35Ω，分別代入得出0℃、100℃測量精度為：±0.0017Ω、±0.0023Ω。

而標準電阻溫度計在0℃的（dR/dt）=0.0999Ω/℃、100℃的（dR/dt）=0.0969Ω/℃。

假設為均勻分布，包含因子取k=，則：

0℃：u3=（）/=9.8（mK）；100℃：u3=（）/=13.7（mK）。

3.4冰點槽和油槽不均勻溫場引入的標準不確定度u4

冰點槽水平溫差≤0.01℃，按B類評定，假設為均勻分布，區間半寬度a=5mK。

油槽水平溫差為≤0.01℃，按B類評定，假設為均勻分布，區間半寬度a=5mK，包含因子取k=，則此項的標準不確定度。

0℃u4=5/=2.89（mK）、 100℃u4=5/=2.89（mK）。

3.5測量重復性引入的標準不確定度u5

檢定點：0℃。取六次測量，單位：Ω。

Xi：24.9494、24.9481、24.9486、24.9474、24.9468、24.9472，貝塞爾公式計算標準不確定度：

則：u5===0.397×10-3（Ω）/0.0969（Ω/℃）=4.0mK。

檢定點：100℃。取六次測量，貝塞爾公式計算標準不確定度：單位：Ω。

Xi：34.6962、34.6944、34.6935、34.6952、34.6947、34.6958，貝塞爾公式計算標準不確定度：

則：u5===0.4×10-3（Ω）/0.0969（Ω/℃）=4.1mK

4.合成標準不確定度uc

uC=（u12+u22+u32+u42）1/2

0℃時：uC=11.2（mK）100℃時：uC=14.9（mK）

5.擴展不確定度U

取置信概率p=0.95，查t分布表k=2 則：U=kuC、

0℃時：U=23（mK） 100℃時：U=30（mK） [科]