铂电阻温度传感器检定结果的不确定度评定

2017-09-09孙贞王华章刘亚男李华

科技创新与应用 2017年25期

孙贞　王华章　刘亚男　李华

摘要：测量不确定度是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。文章介绍了铂电阻温度传感器在气象应用领域的不确定度评定方法。通过分析确定影响铂电阻温度传感器的不确定度的因素主要有测量重复性、标准温度计的稳定性及不确定度、被检温度计的分辨力和检定槽温的不均匀性。在分析不确定度来源和建立模型后，计算出了A类不确定度和B类不确定度，根据A、B类不确定度结果计算出合成标准不确定度和自由度，最后得出扩展不确定度。

关键词：温度传感器；不确定度；检定结果

中图分类号：TP212 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0016-02

1 概述

测量不确定度是指表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。测量不确定度是测量系统最基本的技术指标，也是表征测量质量的重要依据。测量不确定度不仅与计量科学密切相关，而且在计量管理和质量保证体系中发挥日益重要的作用，已经成为现代误差理论研究的前沿和核心问题。

2 检定方法

2.1 铂电阻温度传感器

铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，具有精度高，稳定性好等优点，主要用来测量空气温度、地表温度、浅层地温等，它具有极佳的可互换性和长期稳定性，广泛应用于气象部门。

2.2 检定方法

依据JJG（气象）002-2015《自动气象站铂电阻温度传感器》检定规程，将标准铂电阻温度计No.10516和被检温度传感器PT100/304同时置入温度检定槽内，数据线接到测温电桥上，控制槽温在50℃，待槽内液体温场稳定、温度计也进入稳定状态后，进行10次测量，计算被测量的估计值的试验标准偏差（见表1）。

3 不确定度评定方法

3.1 测量模型建立

3.2 不确定度来源及不确定度分量评定

由测量所得的测得值只是被测量的估计值，测量过程中的随机效应及系统效应均会导致测量不确定度。测量不确定度的来源必须根据实际情况进行具体分析，分析时，除了定义的不确定度外，可从测量仪器、测量环境、测量人员、测量方法等方面考虑。

3.2.1 A类不确定度评定

A类不确定评定是对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定，是被测量的估计值重复性引入的标准不确定度。

重复性测量是指相同测量程序、相同操作者、相同测量条件、相同操作条件和相同地点，并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量得出的一组测量数据。

3.2.2 B类不确定度评定

B类不确定度评定是用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定。

该实验中的B类不确定度即是由标准铂电阻温度计（含测温电桥）和温度检定槽工作区域不均匀性等引入的不确定度分量。

（1）测温电桥的测量误差引入的不确定度

测温电桥技术指标给定测量误差全量程为0.1mk，换算为温度值为0.0001℃，该误差为正态分布，取K=2，引入的不确定度为：Ub1=0.0001/2=0.00005℃，B类标准不确定度分量的自由度v，根据韦尔奇-萨特思韦特公式求得。