在實(shí)驗(yàn)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(píng)定工作。一切測(cè)量結(jié)果都不可避免地具有不確定度,而不確定度是一個(gè)全新的概念,測(cè)量不確定度是表征被測(cè)量的真值所處量值范圍的評(píng)定。測(cè)量不確定度可以包括許多分量,按其數(shù)值的評(píng)定方法可以歸并成兩類: A類分量可根據(jù)測(cè)量列結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行估計(jì),并可用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差表征; B類分量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或其他信息進(jìn)行估計(jì),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(jì)值y給出的符號(hào)為uc(y), y通常采用量的符號(hào)。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)?？梢云谕趛-UP至y+UP的區(qū)間內(nèi),以概率P包含了測(cè)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(jì)接近正態(tài)分布時(shí),kP采用t分布臨界值(或簡(jiǎn)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(cè)量結(jié)果中存在無法修正的部分,它反映了被測(cè)量值的真值不能肯定的誤差范圍的一種評(píng)定。數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀表(配熱電偶)示值誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定規(guī)范從易于理解、便于操作、利于過渡出發(fā),對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室溫度專業(yè)各種量程0·5級(jí)及以下儀表測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定均具有適用性。
(1)概述
1)測(cè)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(cè)量。
2)測(cè)量環(huán)境:溫度(20±5)℃;相對(duì)濕度45% ~75%。
3)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):直流電位差計(jì),型號(hào)UJ33a,準(zhǔn)確度等級(jí)0·05級(jí)。
4)被測(cè)對(duì)象:測(cè)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(cè)量過程:依據(jù)JJG 617中“輸入基準(zhǔn)法”進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果以多次正反循環(huán)的算術(shù)平均值計(jì)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(píng)定
1)輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td)的評(píng)定
u (td)的不確定度來源主要為儀表的測(cè)量重復(fù)性和分辨力。
a)測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td1)
在各測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)循環(huán)測(cè)量,測(cè)量次數(shù)可由客戶提出要求,一般n≥6。
測(cè)量結(jié)果以算術(shù)平均值給出,采用A類方法進(jìn)行評(píng)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(píng)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(píng)定
u (ts)來源于直流電位差計(jì)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(jì)。
用直流電位差計(jì)UJ33a作為標(biāo)準(zhǔn)器時(shí),標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (ts)可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定,按均勻分布考慮,包含因子,則
式中 Δ為直流電位差計(jì)UJ33a的基本誤差,Δ=0·05% ,其中Ux為測(cè)量點(diǎn)的溫度所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電勢(shì)值,Un為直流電位差計(jì)UJ33a的基準(zhǔn)值;S(被)為被測(cè)儀表在測(cè)量點(diǎn)的微分電勢(shì)值。
3)輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (e)的評(píng)定
輸入量e的不確定度的主要來源為補(bǔ)償導(dǎo)線修正值和冰瓶導(dǎo)致的不確定度。
a)補(bǔ)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(píng)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(píng)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(jì)算
由于e1和e2彼此相互獨(dú)立,因此
(4)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
1)靈敏系數(shù)
2)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
輸入量td、ts及e相互之間彼此獨(dú)立,所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
(5)擴(kuò)展不確定度的評(píng)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(cè)量不確定度的報(bào)告與表示
給出測(cè)量結(jié)果的同時(shí)給出U和k。