鎳鉻—鎳硅熱電偶測量誤差的不確定度評定

赫愛芹

摘要：本文依據《測量不確定度的評定與表示》、JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》等有關技術文件對鎳鉻-鎳硅熱電偶的不確定度進行了評定。計量標準采用的是一等標準鉑銠10-鉑熱電偶，按規范要求做了重復性實驗，獲得了有效的測量數據，計算出了測量重復性引入的標準不確定度，并把整個測量過程中能夠引入不確定度的各個因素進行了一一分析，最后計算出合成不確定度，進而給出了擴展不確定度。

Abstract： This paper evaluates the uncertainty of nickel-chromium-nickel silicon thermocouples based on the technical documents such as "Evaluation and Representation of Measurement Uncertainty" and JJF1637-2017 "Corrosion Specifications for Cheap Metal Thermocouples". The measurement standard adopts the first-class standard platinum-iridium 10-platinum thermocouple. Repeated experiments are carried out according to the specifications. Effective measurement data have been obtained， and the standard uncertainty introduced by measurement repeatability is calculated， and the factors that can introduce the uncertainty in the whole measurement process are analyzed one by one， and finally the synthetic uncertainty is calculated， and then the extended uncertainty is given.

關鍵詞：鎳鉻-鎳硅；熱電偶；誤差；不確定度評定

Key words： nickel-chromium-nickel silicon；thermocouple；error；uncertainty evaluation

中圖分類號：TH811 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0200-03

1 概述

①測量依據：JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》。

②被測對象：鎳鉻-鎳硅熱電偶，測量范圍（300-1100）℃。

③測量標準：一等標準鉑銠10-鉑熱電偶，測量范圍：（0～1300）℃。

④測量方法：校準鎳鉻-鎳硅熱電偶用一等標準鉑銠10-鉑熱電偶作為測量標準，采用雙極比較法進行測量，將標準鉑銠10-鉑熱電偶與被校準鎳鉻-鎳硅熱電偶按要求捆扎成束，置于檢定爐中的均溫塊里。選取測量溫度點，按JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》技術要求進行測量。

2 測量模型

3 不確定度傳播公式

4 標準不確定度評定

被校熱電偶輸入量e被引入的標準不確定度u（e被），其來源有被校熱電偶的重復性，電測儀器測量誤差、爐內金屬均溫塊徑向溫場的不均勻性、爐溫的波動、轉換開關接觸電勢、參考端溫度不等于0℃、補償導線；

標準熱電偶引入的不確定度，其來源有整百攝氏度點e標證和輸入量e標重復性測量等。

4.1 被校熱電偶重復測量引入的標準不確定度分量u1，用A類方法進行評定

對被檢鎳鉻-鎳硅熱電偶在重復性條件下在400℃、600℃、800℃點分別進行測量10次，測得數據見表1。

4.2 數字多用表示值誤差引入的標準不確定度分量u2，用B類方法進行評定

查數字多用表校準證書可知，數字多用表在（0～100）mV范圍內最大誤差為0.0003mV（此處我們沒有采用數字多用表中的引用誤差概念，實際上其引入的不確定度很小，可以忽略不計。）

4.3 金屬均溫塊徑向溫場不均勻引入的標準不確定度u3，用B類方法進行評定

4.4 爐溫波動引入的標準不確定度u4，用B類方法進行評定

4.5 低電勢掃描開關引入的標準不確定度分量u5，用B類方法進行評定

4.6 參考端溫差引入的標準不確定度u6，用B類方法進行評定

4.7 標準熱電偶整百攝氏度e標證引入的標準不確定度，用B類方法進行評定

4.8 標準熱電偶輸入量e標引入的標準不確定度，用A類方法進行評定

4.9 補償導線引入的標準不確定度u（e補），用B類方法進行評定

4.10 標準不確定度分量列表

5 合成標準不確定度

6 擴展不確定度的評定

參考文獻：

[1]JJF1001-2011，通用計量術語及定義[S].

[2]JJF1637-2017，廉金屬熱電偶校準規范[S].

[3]JJF1059.1，測量不確定度評定與表示[S].

[4]校準和測量能力（CMC）的評定與實例.