1、一体化温度变送器校准原理
本文依据JJF 1183-2007《温度变送器校准规范》，对一体化温度变送器进行了示值校准。校准环境条件：温度20℃、相对湿度42%RH。一体化温度变送器校准原理图如图1所示。将一体化温度变送器放入干式计量炉插口中，干式计量炉读数显示温度值，温度变送器将温度信号转换成4-20mA的直流信号输出，用过程校验仪YR100读取输出的信号值。
图1 一体化温度变送器校准原理图
被检产品为昌晖仪表制造有限公司生产的智能一体化温度变送器，型号规格为SBZP1-13103-400/250-0/100-2，量程为0-100℃，输出信号为4-20mA，校准点为50℃。
2、数学模型
.........................................公式①公式①中：△It为变送器在温度t时的测量误差；Id为变送器的输出电流值；Im为变送器的输出量程；tm为变送器的温度输入量程；ts为变送器的输入温度值；t0为变送器输入的下限温度值；I0为变送器输出电流的理论下限值。
由式①得△It对Id和ts的灵敏系数分别为：
由于以下分析中Id的标准不确定度分量和ts的标准不确定度分量之间相互独立，故：
3、输入量的标准不确定度评定
①Id标准不确定度评定
u(Id)来源有两部分，测量重复性引入的标准不确定度u(Id1)和过程校验仪引入的标准不确定度u(Id2)。
a、测量重复性引入的标准不确定度分量u(Id1)
采用A类方法评定。按照JJF 1183-2007《温度变送器校准规范》，对被校温度变送器进行三个循环的测量，在50℃校准点所得测量值Id为：11.9872，,1.9874,11.9875,11.9878,11.9872，11.9873mA。平均值Id=11.9874mA，实验标准差s=0.23μA，实际测量以平均值为测量结果，则：
自由度：vu(Id1)=n-1=6-1=5
b、过程校验仪引入的标准不确定度分量u(Id2)
采用B类方法评定。YR100过程校验仪，直流电流测量±0-30mA，最大允许误差：△=±(0.01%RD+0.01%F.S)=±(0.01%×12+0.01%×30)mA=0.0042mA=±4.2μA。
按均匀分布考虑，包含因子
，则由过程校验仪引入的标准不确定度
。可靠程度为90%，则自由度vu(Id2)=50。c、标准不确定度u(Id)的计算
由于u(Id1)和u(Id2)相互独立，因此：
，自由度：
②ts标准不确定度评定
u(ts)来源有三部分：干式计量炉不确定度引入的标准不确定度u(ts1)、温度不均匀性引入的标准不确定度u(ts2)和温度波动引入的标准不确定度u(ts3)。
a、干式计量炉不确定度引入的标准不确定度u(ts1)
由中国计量科学研究院出具的校准证书知，扩展不确定度U=0.05℃，k=2则引入的标准不确定度u(ts1)=U/k=0.025℃。可靠程度为90%，则自由度vu(ts1)=50。
b、干式计量炉温度不均匀性引入的标准不确定度分量u(ts2)
干式计量炉温度不均匀性±0.02℃，属于均匀分布，包含因子k=
，则
可靠程度为90%，则自由度vu(ts2)=50。
c、干式计量炉温度波动引入的标准不确定度u(ts3)
在50℃时温度波动±0.001℃，均匀分布，包含因子k=
，则
可靠程度为90%，则自由度vu(ts3)=50。
d、标准不确定度 u(ts)的计算
由于u(ts1)、u(ts2)和u(ts3)相互独立，因此：
， 自由度：
③标准不确定度汇总表
标准不确定度汇总表
标准不确定度分量 不确定度来源 标准不确定度 灵敏系数ci |ci|u(xi) 自由度
u(Id) Id标准不确定度 0.0024mA 1 0.0024mA 5
u(Id1) 测量重复性 0.0024mA 5
u(Id2) 过程校验仪示值误差 0.0024mA 50
u(ts) ts标准不确定度 0.0028℃ 0.0045mA 75
u(ts1) 干式炉示值误差 0.025℃ 50
u(ts2) 温度不均匀 0.012℃ 50
u(ts3) 温度波动 0.0006℃ 50
4、一体化温度变送器测量不确定度评定与结果表述
①合成标准不确定度的计算
由于Id的标准不确定度分量和ts的标准不确定度分量之间相互独立，则
合成标准不确定度：
有效自由度：
②扩展标准不确定度
取包含概率p=95%，有效自由度veff=56，查t分布表得：kp=t95(56)=2.004，扩展不确定度：U95=kp×uc(△It)=2.004×0.0051=0.011mA
③结果表述
一体化温度变送器在50℃测量结果表示为：△I50=0.013mA；U95=0.011=mA，veff=56。
本文昌晖仪表结合实际一体化温度变送器计量检定工作，依据JJF 1183-2007《温度变送器校准规范》和计量基础知识与专业规范，对一体化温度变送器测量不确定度进行了评定。
