依据JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》中附录1。

采用直接比较法进行检测。

温度为15℃~25℃;相对湿度为40%~75%;恒温设备的环境应无影响测量的气流扰动。

主标准器为标准水银温度计, 电测设备为KEITHLEY2001型数字多用表。

被测对象为一般用精密级热电偶补偿导线, 型号为KCA。

被测补偿导线在某测量点上的热电动势值e被 (t) 的测量模型为

式中:———被测补偿导线在某测量温度点附近测得的热电动势算术平均值, m V;S被 (t) ———被测补偿导线在某测量温度点的微分热电动势, μV·℃-1;———在某测量温度点标准水银温度计示值偏差平均值, ℃;Δts (t) ———在某测量温度点标准水银温度计的示值修正值, ℃。

以型号为KCA的一般用精密级热电偶补偿导线焊接成的热电偶在测量温度点100℃, 微分热电动势41.37μV·℃-1为例, 进行标准不确定度分量的评定。

(1) 被测补偿导线输入量引入的不确定度

(1) 被测补偿导线重复性测量带来的不确定度u (e被1)

用标准水银温度计对补偿导线在100℃共进行6组独立重复测量, 测量值是每一组测量记录4次数据的平均值。测量值xi分别为4.0869m V、4.0873m V、4.0859m V、4.0871m V、4.0885m V、4.0891m V, 按A类方法评定, 服从正态分布。6组测量平均值=4.0875m V, 用贝塞尔公式计算单次实验标准偏差, 平均值的标准不确定度

(2) 电测设备测量误差引入的不确定度u (e被2)

测量补偿导线热电动势使用的数字表为KEITH-LEY2001, 量程为200m V, 它的测量值误差按年准确度为± (37×10-6读数+6×10-6量程) , 按对应测量点取最大读数为4.158m V, 量程为200m V, 误差为±1.354μV。按均匀分布考虑, 包含因子, 半宽度为1.354μV, 则电测设备引入的标准不确定度

(3) 恒温槽温场的不均匀性引入的不确定度u (e被3)

标准恒温油槽温场均匀性不超过0.01℃, 测量过程中温度波动不超过±0.02℃/10min, 因标准与被测时间常数不同, 估计将有不大于0.01℃的迟滞, 以100℃微分电势41.37μV·℃-1计算, 换算成热电势值为0.414μV。均服从均匀分布, , 则恒温槽温场的不均匀性引入的不确定度

(4) 补偿导线参考端温度不等于0℃引入的不确定度u (e被4)

经测量参考端不为0℃, 误差为0.05℃, 以微分电势39.45μV·℃-1计算, 换算成热电势值为1.972μV。按均匀分布考虑, , 则由参考端温度不等于0℃引入的标准不确定度

由于以上各项分量彼此独立, 因此输入量的标准不确定度的合成不确定度

(1) 标准水银温度计示值偏差重复测量引入的不确定度

标准水银温度计在100℃共进行6组独立重复测量, 测量值是每组测量记录4次数据的平均值。测量值xi分别为-0.02℃、-0.01℃、-0.01℃、-0.01℃、-0.01℃、-0.02℃, 按A类方法评定, 服从正态分布。6组测量平均值=-0.013℃, 用贝塞尔公式计算单次实验标准偏差, 平均值的标准不确定度

(2) 标准水银温度计估读误差引入的不确定度

标准水银温度计的分度值为0.1℃, 读数分辨力为其分度值的1/10, 即0.01℃, 则不确定度区间半宽为0.005℃, 按均匀分布考虑, , 则由标准水银温度计估读误差引入的不确定度

由于此项不确定度小于三、1. (2) (1) 中单次实验标准偏差 (约为0.00518℃) , 因此估读误差引入的不确定度实际上已包含到重复测量中, 故此项不确定度可忽略为0℃。

(3) 标准水银温度计露出液柱引入的不确定度

由于此次测量时标准温度计按全浸使用, 即测量时露出液柱小于10条刻度线, 故此项不确定度因微小可忽略为0℃。

因此, 输入量的标准不确定度的合成实际上只剩1项, 在数值上为0.00211℃。以100℃微分电势41.37μV·℃-1计算, 换算成热电势值为0.087μV。

(3) 输入量Δts (t) 引入的不确定度u (Δts)

标准水银温度计的示值修正值在100℃使用引入的扩展不确定度为0.03℃, 包含因子k=2, 则标准不确定度u (Δts) =0.03/2=0.015℃。

以100℃微分电势41.37μV·℃-1计算, 换算成热电势值为0.621μV。

输入量及Δts (t) 相互间彼此独立, 因此合成标准不确定度为

100℃时:U=kuc=2×1.625≈3.3μV, k=2 (相当于0.08℃) 。

该热电偶用补偿导线在100℃时的测量结果可表示为e被 (t) =4.0875m V, U=3.3μV, k=2。