( 1) 測量依據(jù): JJF 1184—2007 《熱電偶檢定爐溫度場測試技術(shù)規(guī)范》

( 2) 測 量 條 件: 環(huán) 境 溫 度 21℃、相 對(duì) 濕 度:53% RH。

( 3) 測量標(biāo)準(zhǔn)器: 二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠 10 - 鉑熱電偶2 支。

( 4) 測量方法: 將 2 支二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠 10 - 鉑熱電偶中的一支作為移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偶，在檢定爐軸向或徑向規(guī)定位置移動(dòng)，另一支作固定標(biāo)準(zhǔn)偶 ( 參考標(biāo)準(zhǔn)偶) ，固定于軸向或徑向規(guī)定位置不動(dòng)，用微差法測量移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偶在任意一點(diǎn)相對(duì)于固定 “0”點(diǎn)位置的溫度差值。

本次測量以 1000℃為例。

1 數(shù)學(xué)模型

移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偶在任一點(diǎn)相對(duì)于 “0”點(diǎn)的溫度差值為

將電勢值轉(zhuǎn)化成溫度值，式 ( 1) 可寫為

式中: Δt( t) i為移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偶與固定標(biāo)準(zhǔn)偶在任意位置點(diǎn)的溫度差值，℃; Δt( t) 0為移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)偶與固定標(biāo)準(zhǔn)偶在固定點(diǎn) “0”點(diǎn)的溫度差值，℃。

2 輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

2. 1 輸入量 Δt( t) i

( 任一位置) 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1輸入量 Δt( t) i( 任一位置) 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源有: 標(biāo)準(zhǔn)偶測量重復(fù)性、電測設(shè)備測量誤差、參考端溫度影響、轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢、兩次測量位置不一致性、熱電偶電極不均勻、爐溫波動(dòng)。

( 1) 標(biāo)準(zhǔn)偶測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 1

測量時(shí)，由于熱電偶的短期不穩(wěn)定性引起的測量結(jié)果具有分散性，選用一支二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠 10 - 鉑熱電偶，在1000℃等精度測量 10 次 ( 單位: μV) ，數(shù)據(jù)為: 9582. 6、 9583. 3、 9582. 9、 9582. 4、 9583. 9、9584. 0、9583. 7、9584. 2、9584. 0、9583. 5。 用貝塞爾公式計(jì)算:

由于測量結(jié)果取兩次測量的平均值，故 m =2，則

( 2) 電測設(shè)備測量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 2

本系統(tǒng)采用 KEITHLEY2000 型 6(1/2)數(shù)字電壓表，分辨力 0. 1μV，在測量兩支標(biāo)準(zhǔn)偶時(shí)主要影響來自于數(shù)字電壓表的短期穩(wěn)定性，其值不大于 1μV，按均勻分布處理，則

( 3) 參考端溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 3

標(biāo)準(zhǔn)熱電偶參考端至于同一冰點(diǎn)器中，任意兩參考端間最大溫差≤0. 05℃，取半寬區(qū)間為 0. 025℃，按均勻分布處理，則

( 4) 轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 4

測量時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢≤0. 4μV，按均勻分布處理，則

( 5) 兩次測量位置的不一致性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 5

移動(dòng)偶來回移動(dòng)測量，第 1 次和第 2 次測量時(shí)位置的不一致會(huì)引起兩次測量結(jié)果有差異，最大差值估計(jì)值不大于 2μV，取半寬區(qū)間為 1μV，按均勻分布處理，則

( 6) 熱電偶電極不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 6

由于熱電偶測量時(shí)處于有溫度梯度的溫場中，電極不均勻會(huì)產(chǎn)生一很小的附加電勢，其值估計(jì)為1μV，取半寬區(qū)間為 1μV，按均勻分布處理，則

( 7) 爐溫波動(dòng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u1. 7

根據(jù)規(guī)程規(guī)定，爐溫變化不大于 0. 1℃ /min，以爐溫單向變化為極端情況，每支 4 個(gè)讀數(shù)后對(duì)測量結(jié)果可能有 0. 050℃ 的影響，取半寬區(qū)間為 0. 025℃，按反正弦分布處理，則

2. 2 輸入量 Δt( t) 0( 固定 “0”點(diǎn)位置) 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u2

輸入量 Δt( t) 0( 固定 “0”點(diǎn)位置) 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源有: 電測設(shè)備測量誤差、參考端溫度影響、轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢、兩次測量位置不一致性、熱電偶電極不均勻、爐溫波動(dòng)。

( 1) 電測設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)偶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度與 1. 2 情況相同，即: u2. 1= u1. 2= 0. 050℃

( 2) 參考端溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u2. 2與1. 3 情況相同，即: u2. 2= u1. 3= 0. 014℃

( 3) 轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u2. 3與 1. 4 的情況相同，即: u2. 3= u1. 4= 0. 020℃

( 4) 兩次測量位置的一致性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2. 4與 1. 5 的情況相同，即: u2. 4= u1. 5= 0. 050℃

( 5) 熱電偶電極不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2. 5與 1. 6 情況相同，即: u2. 5= u1. 6= 0. 050℃

( 6) 爐溫波動(dòng)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u2. 6與 1. 7 情況相同，即: u2. 6= u1. 7= 0. 018℃

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

輸入量 Δt( t) i、Δt( t) 0互不相關(guān)、彼此獨(dú)立，則

5 測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

取包含因子 k =2，則擴(kuò)展不確定度為U = k × uc= 0. 27℃

6 測量結(jié)果不確定度的報(bào)告與表示

S 型標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢定爐在 1000℃ 時(shí)溫度誤差Δt( t) io= 0. 1℃ ， 測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為 U =0. 27℃ ，k = 2。