半导体点温计示测量结果的不确定度评定.doc
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半导体点温计示测量结果的不确定度评定
1、测量依据：
JJG363-1984半导体点温计检定规程
2、测量环境条件：
温度（10~25）℃，相对湿度不大于80%RH
3、测量标准：
标准水银温度计标准装置。
4、被测对象：
指针式半导体点温计，测量范围（-80~300）℃，分度值为1℃。
5、测量方法：
采用比较法。
评定以代表性的两个温度点100℃/200℃
二、数学模型
式中：
被测半导体温计示值修正值
槽中实际温度
二等标准水银温度计在温度点的示值修正值
半导体点温计的读数
1、输入量的标准不确定度的评定
（1）测量重复性引入的标准不确定度的评定
该项不确定度的来源：
恒温槽的温度波动，标准温度计的短期温度波动性等，均会引起温度计的测量结果的不重复。
我没采用重复多次测量直接求出合成的不确定度。
用一支标准水银温度计、5支被测温度计作等精度多次测量。
用一支标准温度计与一支被测温度计（1分度点温度计）同时插入恒温槽内作10次等精度测量，另外4支1分度值点温计，用同样方法求出各自的标准差：
温度点（℃）
标准（℃）
被测（℃）
标准（℃）
被测（℃）
100
200
0.004
0.11
0.005
0.11
0.004
0.12
0.005
0.12
0.004
0.11
0.005
0.12
0.004
0.11
0.005
0.12
0.004
0.12
0.005
0.11
由下式计算标准器的合并样本偏差:
实际测量以4次测量平均值作为测量结果,则:
计算后的数据如下:
温度点（℃）
100
200
（℃）
0.004
0.005
（℃）
0.002
0.003
（2）温场不均匀性引入的标准不确定度的评定
半导体点温计测量对使用恒温槽的温场分布有具体的规定,但在实际测量时,一般都使点温计的温度传感器处于一水平面,故只考虑水平温场不均匀性产生的影响.我们使用的恒温槽水平温场如下:
对于水槽℃,对于油槽和低温槽5℃,改分布服从均匀分布,,故”
℃（0~100℃段）
（-30~20℃,100~300℃段）
（3）输入量的标准不确定度的计算
由于、彼此相互独立，因此
计算数据如下：
温度点（℃）
100
200
（℃）
0.009
0.010
2、输入量的标准不确定度的评定
该项目不确定度是由于标准器使用不确定度引入的，有规程可知，其不确定度为：
100℃:
℃,200℃:
℃包含因子则：
100℃:
℃100℃:
℃
3、输入量的标准不确定度的评定
输入量t的标准不确定度来源主要为仪表读书机构对刻度的误差和被测温度计的测量重复性。
（1）仪表读书机构对刻度导致的标准不确定度的评定
由于仪表读数机构导致的标准不确定度可以采用B类方法进行评定。
仪表的分度值为1℃，可估算到1/10为0.1℃，读数机构导致的读数误差区间半宽为℃。
按均匀分布考虑，包含因子,因此：
=0.029℃
（1）测量重复性导致的标准不确定度的评定
可以通过连续测量的测量列，采用A类方法进行评定。
在100℃处进行连续10次测量，得到测量列（℃）99.9,100.0,100.1,99.8,99.8,99.9,100.0,99.9,100.1,100.1
单次的实验标准偏差：
℃
另选四台同类型仪表分别在100℃附近进行重复性条件下的连续10测测量，共得到5组测量列。
每组测量列分别按上述方法计算，得到单次实验标准偏差。
200℃时用同样方法得到单次实验标准偏差如表所示：
温度点（℃）
100
200
0.11
0.12
0.11
0.12
0.10
0.12
0.11
0.11
0.12
0.11
由下式计算标准器的合并样本偏差:
实际测量情况是在重复性条件下同一行程连续测量4次，以4次测量平均值作为测量结果,则可以得到:
计算后的数据如下:
温度点（℃）
100
200
（℃）
0.0110
0.114
（℃）
0.055
0.057
4、输入量的标准不确定度的计算
由于和彼此相互独立，因此：
计算后数据如下：
测量温度（℃）
100
200
0.062
0.064
（四）合成标准不确定度评定
1.灵敏系数
数学模型：
灵敏系数：
2.各不确定度分量汇总及计算表
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（℃）
（℃）
100
200
100
200
0.009
0.010
1
0.009
0.010
标准器重复性
0.002
0.003
温场不均匀性
0.009
0.009
标准器的使用不确定度
0.015
0.025
1
0.015
0.025
0.062
0.064
-1
0.062
0.064
测量标的重复性
0.055
0.057
读数误差
0.029
0.029
3．合成标准不确定度计算
输入量,与彼此独立不相关，所以合成标准不确定度按下式计算得：
计算后数据如表：
合成标准不确定度
温度点（℃）
100
200
（℃）
0.064
0.068
4.扩展不确定度的计算
取置信概率，则取覆盖因子k=2，则有：
5．测量不确定度报告与表示
半导体点温度计测量结果的不确定度
温度点（℃）
扩展不确定度
100
℃,
200
℃,
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