機(jī)械式溫濕度計(jì)溫度測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定報(bào)告

章鐵軍

摘 要：不確定度是表征合理的賦予被測(cè)量之值得的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。在對(duì)某儀器進(jìn)行測(cè)量時(shí)不但要給出測(cè)量誤差，還要給出測(cè)量設(shè)備的不確定度，溫度也一樣。盡管對(duì)機(jī)械式溫度計(jì)溫度部分做了修正，但其測(cè)量結(jié)果由于存在隨機(jī)效應(yīng)、不能確定的系統(tǒng)效應(yīng)等不確定因素將會(huì)導(dǎo)致剩有誤差。也就是說(shuō)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)已知的修正值修正后還剩有誤差，這些誤差是不確定的，需分析其諸因素估算其各分量，最終給出一個(gè)測(cè)量結(jié)果不能確定的范圍。

關(guān)鍵詞：測(cè)量；數(shù)學(xué)模型；儀器測(cè)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TB94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）15-0056-01

1 概述

測(cè)量依據(jù)JJG205-2005《機(jī)械式溫濕度計(jì)》國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程。

測(cè)量環(huán)境：溫度（20±5）℃；相對(duì)濕度45%～75%RH。

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：精密露點(diǎn)儀作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器。

測(cè)量對(duì)象：分度值為1℃機(jī)械式溫濕度計(jì)作為被測(cè)對(duì)象。

2 數(shù)學(xué)模型

溫度：

式中，為被測(cè)儀表的溫度示值誤差；為被測(cè)儀表的溫度示值；為標(biāo)準(zhǔn)器溫度示值；為標(biāo)準(zhǔn)器溫度修正值。

3 方差和靈敏系數(shù)

求導(dǎo)后得到：

、、分別為儀器測(cè)量引入的不確定度分量、檢定箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)器溫度測(cè)量準(zhǔn)確性引入的不確定度分量。

其中：

4 計(jì)算各分量不確定度

不確定度有儀器測(cè)量引入的不確定度分量、檢定箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、標(biāo)準(zhǔn)器溫度測(cè)量準(zhǔn)確性引入的不確定度分量組成。

4.1 儀器測(cè)量引入的不確定度分量uT被

儀器測(cè)量引入的不確定度有：1被檢溫濕度表重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度uT被1；2被檢溫濕度計(jì)估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT被2組成。

4.1.1 對(duì)機(jī)械式溫濕度表在溫度測(cè)量點(diǎn)20℃做重復(fù)性測(cè)量（最小分度值為1℃）

由此引入的不確定度uT被1，按公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，數(shù)據(jù)如表1所示：

按以上重復(fù)性測(cè)量結(jié)果得到平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差s被=0.050℃，A類(lèi)不確定度uT被1=s被=0.050℃。

4.1.2 被檢溫濕度計(jì)估讀誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uT被2

被檢溫濕度計(jì)最小分度值為1℃，所以計(jì)估讀誤差為1/10℃=0.1℃，按均勻分布考慮，uT被2==0.058℃。

4.1.3 被檢溫濕度計(jì)合成不確定度uT被

uT被===0.077℃

4.2 檢定箱引入的不確定度分量uT標(biāo)

這個(gè)不確定度分量主要是由檢定箱的均勻度uT標(biāo)1和波動(dòng)度uT標(biāo)2引入的。

4.2.1 根據(jù)檢定規(guī)程要求，溫濕度檢定箱溫度均勻度允許最大值0.3℃，按均勻分布考慮

uT標(biāo)1==0.17℃ B類(lèi)不確定度

4.2.2 溫濕度檢定箱溫度波動(dòng)度引入的不確定度分量uT標(biāo)2＼

根據(jù)檢定規(guī)程要求，檢定箱溫度波動(dòng)度允許最大值±0.2℃，按均勻分布考慮。

uT標(biāo)2==0.12℃ B類(lèi)不確定度

4.2.3 檢定箱合成不確定度分量uT標(biāo)

uT標(biāo)===0.20℃

4.3 標(biāo)準(zhǔn)器誤差引入的不確定度分量uTB

標(biāo)準(zhǔn)器誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，有標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差引入的不確定度分量uTB1、標(biāo)準(zhǔn)器示值分辨力引入的不確定度分量uB2組成。

4.3.1 根據(jù)檢定規(guī)程要求，溫度標(biāo)準(zhǔn)器最大允許誤差為±0.1℃， 按均勻分布考慮

則uTB1==0.058℃

4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)器示值分辨力引入的不確定度分量uB2

標(biāo)準(zhǔn)器的溫度示值分辨力為0.1℃，半寬區(qū)為0.05℃，按均勻分布考慮。引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

uT標(biāo)2為uTB2==0.029℃ B類(lèi)不確定度

4.3.3 標(biāo)準(zhǔn)器誤差合成不確定度分量uTB

uTB=℃

4.4 溫度測(cè)量不確定度分量一覽表（如表2所示）

4.5 20℃溫度測(cè)量的合成不確定度

uTc===0.22℃

4.6 20℃溫度測(cè)量的擴(kuò)展不確定度

20℃時(shí)測(cè)量擴(kuò)展不確定度 U=uTc×2=0.44≈0.5℃，包含因子k=2。

5 不確定度報(bào)告

類(lèi)似20℃的不確定度評(píng)定過(guò)程，15℃和30℃時(shí)的溫度測(cè)量擴(kuò)展不確定度結(jié)果如表3所示。endprint