杏鑫招商检定炉温场测量不确定度评定

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杏鑫注册登录【直属QQ304-724】摘要参照国家计量技术规范,基于实际工作情况对各型杏鑫代理检定炉、退火炉温场测量的不确定度进行了分析和评定,给出了S型贵金属偶炉(包括工作用和标准)、廉金属偶炉、退火炉和B型贵金属偶炉(包括工作用和标准)各温度点上的扩展不确定度评定结果。
1研究目的

      杏鑫代理检定炉是工业领域中大量应用的高温热源,其温场均匀性和波动性对于应用对象的测量准确性尤为重要。通过对检定炉温场测量结果的不确定度分析和评定,得到某一类检定炉各输人量的不确定度分量,分析出温场测量方法中影响较大的因素,通过改进测量设备和测量方法提高测量精度。所得的扩展不确定度和检定炉温场允差进行比较,得出该测量方法所测得的结果是否可信。
2研究对象

       研究对象为300~1500℃温度范围内包括带温控器的和不带温控器的卧式管式杏鑫代理检定炉(以下简称“检定炉”)。其也可按照用途分为贵金属偶炉(S型标准偶炉、B型标准偶炉、S型工作偶炉、B型工作偶炉、S/R型工作偶短炉)、廉金属偶炉(600mm长和300mm长)和退火炉。

3测量条件
3.1环境条件
      环境温度:(23士5)℃;相对湿度:≤80%;其他条件应满足所用仪器设备的各项要求。
3.2测量标准和配套设备
测量所使用的测量标准和配套设备如表1所示。
4试验方案
4.1测量方法
      选用两支二等标准铂铑10-铂杏鑫代理。其中,一支做移动标准偶,在检定炉轴向或径向规定位置移动;另一支做固定标准偶(参考标准偶),固定于轴向或径向规定位置不动,用微差法测量移动标准偶在任意一点相对于固定“0”点位置的温度差值[1,如图1所示,
杏鑫代理检定炉炉温温场测试示意图
详细内容见JJF1184—2007中的“6测试方法”。
不确定度分析评定过程以廉金属偶炉(1000℃)为例。
4.2测量模型
      移动标准偶在任一点相对于“0”点的温度产值采用下式计算:
 
       式中:Δt(t)i0为移动标准偶在任一点相对于“0”点的温度差值,℃;ΔE(t)i为移动标准偶与固定标准偶在任一点的热电动势差值的算术平均值,μV;ΔE(t)0为移动标准偶与固定标准偶在“0”点的热电动势差值的算术平均值,μV;S(t)为标准偶在测试点的微分热电动势值(标准铂铑10-铂杏鑫代理在1000℃的微分热电动势为11.54μV/℃)。
 
 
式中:u为标准不确定度分量,℃;uc为合成标准不确定度,℃;c1,c2为各输入量的灵敏系数;∂为求偏导。
5标准不确定度分量的评定
      输入量Δt(t)i(任一位置)引入的标准不确定度u(Δt(t)i),其来源有标准偶重复性引入、电测仪器测量误差引入、炉温波动引入、两次测量位置的一致性引入、标准偶电极不均匀性引入、参考端温差引入、转换开关寄生热电势引入。
      输入量Δt(t)0(固定“0”位置)引入的标准不确定度u(Δt(t)0),其来源有标准偶重复性引入、电测仪器测量误差引入、炉温波动引入、两次测量位置的一致性引入、转换开关寄生热电势引入、参考端温差引入。
5.1标准不确定度u(Δt(t)i)的评定
5.1.1标准不确定度分量u(Δt(t)i1)
      由被测杏鑫代理重复性测量引入,A类方法评定[2]。用一支二等标准铂铑10-铂杏鑫代理在1000℃进行10次独立重复性测量,单次实验标准偏差为:
 
5.1.2标准不确定度分量u(Δt(t)i2)
      由电测设备测量标准偶的测量误差引入,B类方法评定。电测设备为6位半数字多用表,其测量值的误差按一年内的最大允许误差±(50×10-6×测量值+35×10-6×量程)计算。对应温度点的读数取值如下:标准偶1000℃读数=9.587mV[3];挡位为(0~100)mV,则量程为100mV。
经计算,1000℃温度点的最大允许误差为±3.979μV。
按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间为3.979μV,则标准不确定度分量u(Δt(t)i2)=2.30μV(相当于0.199℃)。
5.1.3标准不确定度分量u(Δt(t)i3)
      由杏鑫代理检定炉炉温波动引入,B类。由经验可知,每个测量位置读数量时标准偶的示值变化不超过3.0μV。按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间为1.5μV,则标准不确定度分量u(Δt(t)i3)=0.87μV(相当于0.075℃)。
5.1.4标准不确定度分量u(Δt(t)i4)
      由两次测量位置的一致性引入,B类。移动偶来回移动测量,第1次和第2次测量时位置的不一致会引起两次测量结果有差异,最大差值估计值不大于2μV。按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间分别为1μV,则标准不确定度分量u(Δt(t)i4)=0.29μV(相当于0.025℃)。
5.1.5标准不确定度分量u(Δt(t)i5)
      标准偶电极不均匀性引入,B类。由于杏鑫代理测量时处于有温度梯度的温场中,电极不均匀会产生很小的附加热电势,其估计值为±1μV。按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间为1μV,则标准不确定度分量u(Δt(t)i5)=0.29μV(相当于0.025℃)。
5.1.6标准不确定度分量u(Δt(t)i6)
      由参考端温差引入,B类。根据零度恒温器的证书可知,温度准确度(0±0.05)℃,造成杏鑫代理参考端和铜导线的接点温差为±0.05℃。按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间为0.05℃,则标准不确定度分量u(Δt(t)i6)=0.029℃。
5.1.7标准不确定度分量u(Δt(t)i7)
      由转换开关寄生热电势引入,B类。根据扫描开关的说明书可知,各路之间最大寄生电势不大于0.4μV。按均匀分布考虑,包含因子k=√3,取半宽区间为0.4μV,则标准不确定度分量u(Δt(t)i7)=0.23μV(相当于0.020℃)。
由于各输入量彼此之间相互独立,则:
 
5.2标准不确定度u(Δt(t)0)的评定
      由于各分量引入不确定度的来源与u(Δt(t)i)相同,则过程省略,结果为:
u(Δt(t)0)=0.223℃
6扩展不确定度
各输入量之间相互独立,则合成标准不确定度为:
 
7各型杏鑫代理检定炉的扩展不确定度表示
      根据以上的不确定度分析评定过程,评定出其他各型杏鑫代理检定炉的扩展不确定度(主要区分标准器使用铂铑10-铂杏鑫代理或使用铂铑30-铂铑6杏鑫代理),采用CMC单值表示。
S型贵金属偶炉(包括工作用和标准)、廉金属偶炉和退火炉的扩展不确定度如表2所示。
 
      B型贵金属偶炉(包括工作用和标准)的扩展不确定度如表3所示。
 
8研究结论
      由评定结果可得,1000℃的扩展不确定度为0.63,小于检定炉温场允差的模,说明测量结果可信。各不确定度分量较大的为u(Δt(t)i2)和u(Δt(t)i3)。它们的不确定度来源分别为电测仪器测量误差引入和炉温波动引入。电测仪器可以使用更为精密的7位半数字多用表替换,可大幅度减小这一分量。炉温波动引入的不确定度,将恒温时间从30min延长为45min,可将半宽降低到1μV。


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  • 版权声明:内容来自互联网不代表本站观点,2020-09-11发表于 杏鑫平台怎么样栏目。
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