Ⅱ工作用热电偶热电动势测量结果不确定评定.docx
工作用热电偶热电动势测量结果不确定度评定
概 述
目 的
评定工作用热电偶热电动势测量结果e(t)的不确定度。
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测量依据
检定规程《JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程》。
校准的环境条件
(23?5)℃（数字电压表所要求的环境温度）；相对湿度45％~75％RH。
被测物品及其主要技术指标
K、N、E、J型工作用廉金属热电偶（如二级镍铬-镍硅热电偶、二级镍铬-铜镍热电偶或二级铁-铜镍热电偶）(以下简称工作用热电偶)。在300℃～1100℃范围内，其允许示值误差为?2.5℃或?0.75%，相当于?XX?V。
测量标准与主要配套仪器设备及其相关技术指标
采用的下述标准偶和配套仪器设备均经检定/校准合格。
二等标准铂铑10-铂热电偶，编号89-2-007，用于测温点和参考端温度（0℃）的热电动势的测量。由《JJG2003-1987铂铑10-铂热电偶计量器具检定系统框图(1)》，二等标准铂铑10-铂热电偶总不确定度为?＝1℃(k=3)。校准证书号：XXXXXXXXXX。
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61位数字电压表
2
型号：HP34401A，编号用于测量热电动势。每年检定一次，检定后1年内的最大示值误差为?（0.002?示值+0.0005%?量程）mV?V(?)。检定/校准证书号：XXXXXXXXX。
检定炉
型号：JL-I-A，编号：0013，用于设置热电偶所需的测量端测温点的温度。其温度场分布不均匀不大于1℃。
冰点恒温器
型号：（无），编号：B01，用于设置热电偶参考端温度（0℃）。其温度场分布不均匀最大误差：±0.2℃。
扫描开关
与测量系统配套的扫描开关，接触热电势小于1?V。
评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度评定结果。
测量方法和过程
根据检定规程《JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程》要求，工作用热电偶在300～1100℃间的热电动势，是由其测量端在所需测量温度点和参考端为0℃的热电动势与二等标准铂铑10-铂热电偶在相同温度点的热电动势以及标准偶、被测偶的微分热电动势计算得到。
测量端温度由检定炉提供，参考端的0℃温度由冰点恒温器提供。
用数字电压表分别测量被测和标准热电偶在各测温点附近温度(t′)的热电动势e(t′)和e(t′)。
u s
由e(t′)与已知的标准热电偶在各所需测量温度点(t)的热电势e(t)以及微分热电动势S(t)，可计算出测
s s s
e(t)?e(t?)
量时实际温度与所需测量温度点的差值?t?
s s
sS(t)
s
，检定规程要求│Δt│≤5℃。
由Δt、被测偶微分热电动势S
(t)以及e(t′)最后计算出被测偶在所需测量温度点的热电动势e(t)。
u u u
每支被测偶的e(t′)和标准偶的e(t′)循环测量6（4）（?）次，用其平均值计算被测偶在所需测量温度
u s
点的热电动势e(t)。
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本评定以二级镍铬-镍硅热电偶在所需测量温度点t＝600℃的热电动势e(600℃)测量为例。
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查《热电偶分度表手册》和标准偶的检定/校准证书分别得到：
?二等标准铂铑10-铂热电偶微分热电动势S(t)＝11.798V/℃；
?
s
二级镍铬-镍硅热电偶微分热电动势S(t)＝？?V/℃；
?u
?
标准热电偶在各所需测量温度点600℃的热电势e(600℃)＝？V。
s
3 数学模型
检定规程《JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程》给出的被测偶在所需测量温度点t的热电动势e(t)，
u
即为不确定度评定的数学模型：
e(t)?e(t?)
e(t)?e
u u
(t?)? s
s
S(t)
s
S(t) （1）
u
式中：e(t)，被测热电偶在所需测量温度点t的热电动势，?V；
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e(t′)，被测热电偶在测温点t的热电动势，?V；
u
se(t)，标准热电偶在所需测量温度点t的分度值（热电势），?V；
s
se(t′)，标准热电偶在测温点t的热电动势，?V；
s
S(t)，《热电偶分度表手册》上查得的被检偶在所需测量温度点t的微分热电动势，?V/℃；
u
sS(t)，《热电偶分度表手册》上查得的标准偶在所需测量温度点t的微分热电动势，?V/℃。
s
ue(t)的测量结果
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表1给出了二级镍铬-镍硅热电偶在所需测量温度点t＝600℃的热电动势e(600℃)测量和计算结果。
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e(t)?e(t?)
e(t)?e
u u
(t?)? s
s
S(t)
s
S(t)＝??V (