在一等标准热电偶和二等标准热电偶分度中,标准热电偶测量结果不确定度主要来源于以下几个方面:
1、标准器(上级标准热电偶)的不确定度。 2、电测量仪器的准确度。
3、检定炉温场的均匀性。
4、冰点器偏离冰点及温场的均匀性。
5、测量回路寄生电势。
6、热电势检定测量结果的重复性。
贵州省计量测试研究院李培国、徐淑兰工程师对上级标准热电偶的不确定度、热电偶稳定性导致的不确定度、热电偶捆扎安装复现性引起的不确定度、参考端温度导致的不确定度和测量回路寄生电势导致的不确定度分量的评定谈几点看法:
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分度一等标准热电偶时,虽然用了两支标准热电偶作为标准器。其分度点上的热电势值 应为两支热电偶证书给出的分度点上对应电势值
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设
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式中C1、C2为灵敏系数。
两支标准组热电偶往往是由同一标准器传递,具有强相关性,相关系数
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因此,在符合式(3)条件下,分度一等标准热电偶时,虽然用了两支标准热电偶,其不确定度等于一支标准器的不确定度。
分度二等标准热电偶时,使用同一支一等标准热电偶作为标准器,其不确定度
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注意,
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分度一等标准热电偶时,作为标准器的稳定性已包含在给出的不确定度中,无须再参与合成。
2、热电偶稳定性导致的不确定度
热电偶稳定性是由其在某个分度点上的热电势变化值决定。如S型热电偶规定,一等标准热电偶和二等标准热电偶在铜点热电势变化值
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表征稳定性的电势变化值从理论上讲具有方向性,以数值本身作为半宽。在变化区间内服从正态分布,取概率P=99%,包含因子
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3、热电偶捆扎安装复现性引起的不确定度
热电偶捆扎安装复现性 主要是加热炉和冰点器温场不均匀造成,具有不定系统效应的性质,在重复条件下多次测量不能抵偿或消弱。因此,分度时必须考虑这个影响量,可按B类不确定评价。
热电偶最后测量结果是取两组测量结果的平均值
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由相应标准热电偶检定规程给出,如S型热电偶,一等标准热电偶和二等标准热电偶在各分度点分别为3μV和4μV。由式(5),
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这项评定也存在着不同分度点以相同的
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4、参考段温度导致的不确定度
放置S型热电偶参考端的冰点器不仅要考虑其对冰点的偏差(0±△t1℃),而且要考虑空间位置上的温差△t2。当△t1小时,即使用双极法分度,对测量结果的影响也可忽略。主要影响量是△t2,它主要体现在重复性测量。因此每组测量中热电偶参考端位置固定,△t2构成的系统效应△et通过重复测量不能消除。因此,应单独作为一个影响量评定。如S型标准热电偶按规程要求△t2=0.05℃(△t1影响忽略不计),相当于0.27μV。按均匀分布,
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5、测量回路寄生电势导致的不确定度
测量回路寄生电势
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在标准热电偶分度中测量不确定度评价时,应注意使用累计资料和通过实验获取的资料,不断修正、完善评定结果。以适用所评定的实际数据代替有关技术资料给出的数据。如标准器、转换开关等可用证书给出的数据,热电偶稳定性、捆扎安装复现性可用累计资料,而不必用检定系统或检定规程给出值。