二等铂铑10-铂热电偶标准装置的不确定度评定分析

二等铂铑10-铂热电偶标准装置的不确定度评定分析

朱建兵

（新疆中泰化学股份有限公司新疆乌鲁木齐830019）

摘要：做为自动化程度高的化工企业，需要检定的仪器仪表比较多，我们就需要一套完善的计量检测系统来进行计量检定，确保现场仪表的准确检测和控制。我们就以本企业建标的二等铂铑10-铂热电偶标准装置的不确定度评定分析。主要介绍ZRJ-03智能化热电偶检定装置的仪器组成，及检定原理。各测量标准及其主要技术要求引入的不确定度分量及计算。

关键词：热电偶不确定度评定分析

引言：随着仪表技术的不断进步，化工企业的自动化程度越来越高，需要准确的测量数据来保障工艺的安全，准确可靠的数据来源于准确的校验。校验就存在误差及不确定度评定.测量不确定度是表征赋予被测量值分散性的非负参数，对计量，检测以及实验比对具有重要的意义。

一、热偶校验方法和原理图：

检定方法：采用双级比较法，其测量顺序如下：

自由端→标准→被检1→被检2→┈┈┈┈

自由端←标准←被检1←被检2←┈┈┈┈

检定原理图：

二、该项标准装置的主要技术指标

1一等铂铑10-铂热电偶：S型，准确度等级：一等

2.标准铂电阻：PT25,准确度等级：二等

3.数字多用表：MPE：±(0.005%RD+0.0035%F.S)

4.热电偶检定炉：长度：600mm，加热管：40mm，均匀温场长度：±50mm,半径：14mm的区域内任意两点范围的温度差为0.8℃。1000℃的不确定度为U=0.16℃，k=2.

5.热电偶检定炉：长度：300mm，加热管：40mm，均匀温场长度：±30mm，半径：14mm的区域内任意两点范围的温度差为1℃800℃的不确定度为U=0.16℃，k=2.

6.低温恒温槽：工作区域的最大温差0.0027℃，0℃测量不确定度为U=0.0008℃，k=2

7.热管恒温槽：100℃工作区域的最大温差0.025℃，测量不确定度为U=0.001℃，k=2。200℃工作区域的最大温差0.018℃，测量不确定度为U=0.001℃，k=2.

三、热电偶检定装置的测量不确定度的来源：

3.1、室温变化引起的误差

在计量过程中，室内温度的变化是造成测量误差的必然因素，要定量分析这种误差是很困难的，但它对测量结果却有很大的影响，在整个测量过程中是必须要考虑的，其引起的误差估计值可根据具体情况来定。我们一般都把检定环境温度控制在规程要求的的范围内：温度（20±5）℃；湿度（45-75）%RH，可以忽略环境引入的不确定度。

3.2测量仪器引入的误差

四.数学模型建立

五.不确定度分量的评定

5.1、由引入的不确定度

来源主要有四部分：被检热电偶的测量重复性、电测仪表的测量误差、检定炉温场不均匀和热电偶参考端温度不均匀。

A类不确定度分量：

(1)、测量重复性引入的标准不确定度

在相同条件下，对同一支被检热电偶在800℃点作等精度多次检定。数据如下表所示：

B类不确定度分量：

(2)、由电测仪表的测量误差引入的标准不确定度

电测仪表为数字多用表，以年变化率表示其示值误差：

±（0.005%×示值+0.0035%×量程），以K分度800℃为例，

其最大误差为±（0.005%×33.275+0.0035%×100.000）=±0.0052mV=±5.2μV，

服从均匀分布，包含因子k=，半宽度a=5.2μV。

=5.2/k=3μV

(3)、检定炉温场不均匀引入的标准不确定度

检定炉温场最大允许温差为1℃,折合电量约为40μV，半宽为20μV，服从均匀分布，包含因子k=，因此，

==11.55μV。

(4)、热电偶参考端温度不均匀引入的标准不确定度

热电偶参考端温度测量不准确,估计为±0.2℃,折合电量引入的最大误差为±8.0μV，半宽为8μV，服从均匀分布，包含因子k=，

=4.62μV。

(5)、由引入的标准不确定度的合成

=13.12μV

5.2、由引入的不确定度：

不确定度主要来源于一等标准偶分度值的不确定度和一等偶的年不稳定性

不确定度主要来源于一等标准偶测量重复性、电测仪表的测量误差和参考端温度不均匀。

(1)、一等标准偶测量重复性引入的标准不确定度

在相同条件下，对同一支标准热电偶在800℃点作等精度多次检定。数据如下表所示：

5.5、扩展不确定度的表示

扩展不确定度U=k•=42.82μVk=2(换算温度为1.02℃)

5.6、检定或校准结果的验证

将编号为S12-1-827的一等标准铂铑-铂热电偶做为标准，对一支VCM仪表送检的编号为2012-9-2的工作用Ⅱ级K型热电偶，使用该标准装置和华泰热电厂另一套同等级的标准装置其在800℃点处进行检定，从而验证二等标准铂热电阻标准装置。结果如下，该一等标准铂热电阻中国测试技术研究院检定合格。

所得被检点修正值的数据如下所示：

结论

本文以二等铂铑10-铂热电偶标准装置为例对不确定度的评定展开分析，这项工作是我们每个从事计量、检测工作的专业人员目前需要迫切掌握的，因为测量不确定度是国际通用计量管理范畴，是避免因测量方法和各种测量条件不同对测量结果造成的差异。对于重要数据的测量控制很有效，可以提高效益并降低风险。