镍铬—镍硅热电偶测量误差的不确定度评定

赫爱芹

摘要：本文依据《测量不确定度的评定与表示》、JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》等有关技术文件对镍铬-镍硅热电偶的不确定度进行了评定。计量标准采用的是一等标准铂铑10-铂热电偶，按规范要求做了重复性实验，获得了有效的测量数据，计算出了测量重复性引入的标准不确定度，并把整个测量过程中能够引入不确定度的各个因素进行了一一分析，最后计算出合成不确定度，进而给出了扩展不确定度。

Abstract： This paper evaluates the uncertainty of nickel-chromium-nickel silicon thermocouples based on the technical documents such as "Evaluation and Representation of Measurement Uncertainty" and JJF1637-2017 "Corrosion Specifications for Cheap Metal Thermocouples". The measurement standard adopts the first-class standard platinum-iridium 10-platinum thermocouple. Repeated experiments are carried out according to the specifications. Effective measurement data have been obtained， and the standard uncertainty introduced by measurement repeatability is calculated， and the factors that can introduce the uncertainty in the whole measurement process are analyzed one by one， and finally the synthetic uncertainty is calculated， and then the extended uncertainty is given.

關键词：镍铬-镍硅；热电偶；误差；不确定度评定

Key words： nickel-chromium-nickel silicon；thermocouple；error；uncertainty evaluation

中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）33-0200-03

1 概述

①测量依据：JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》。

②被测对象：镍铬-镍硅热电偶，测量范围（300-1100）℃。

③测量标准：一等标准铂铑10-铂热电偶，测量范围：（0～1300）℃。

④测量方法：校准镍铬-镍硅热电偶用一等标准铂铑10-铂热电偶作为测量标准，采用双极比较法进行测量，将标准铂铑10-铂热电偶与被校准镍铬-镍硅热电偶按要求捆扎成束，置于检定炉中的均温块里。选取测量温度点，按JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》技术要求进行测量。

2 测量模型

3 不确定度传播公式

4 标准不确定度评定

被校热电偶输入量e被引入的标准不确定度u（e被），其来源有被校热电偶的重复性，电测仪器测量误差、炉内金属均温块径向温场的不均匀性、炉温的波动、转换开关接触电势、参考端温度不等于0℃、补偿导线；

标准热电偶引入的不确定度，其来源有整百摄氏度点e标证和输入量e标重复性测量等。

4.1 被校热电偶重复测量引入的标准不确定度分量u1，用A类方法进行评定

对被检镍铬-镍硅热电偶在重复性条件下在400℃、600℃、800℃点分别进行测量10次，测得数据见表1。

4.2 数字多用表示值误差引入的标准不确定度分量u2，用B类方法进行评定

查数字多用表校准证书可知，数字多用表在（0～100）mV范围内最大误差为0.0003mV（此处我们没有采用数字多用表中的引用误差概念，实际上其引入的不确定度很小，可以忽略不计。）

4.3 金属均温块径向温场不均匀引入的标准不确定度u3，用B类方法进行评定

4.4 炉温波动引入的标准不确定度u4，用B类方法进行评定

4.5 低电势扫描开关引入的标准不确定度分量u5，用B类方法进行评定

4.6 参考端温差引入的标准不确定度u6，用B类方法进行评定

4.7 标准热电偶整百摄氏度e标证引入的标准不确定度，用B类方法进行评定

4.8 标准热电偶输入量e标引入的标准不确定度，用A类方法进行评定

4.9 补偿导线引入的标准不确定度u（e补），用B类方法进行评定

4.10 标准不确定度分量列表

5 合成标准不确定度

6 扩展不确定度的评定

参考文献：

[1]JJF1001-2011，通用计量术语及定义[S].

[2]JJF1637-2017，廉金属热电偶校准规范[S].

[3]JJF1059.1，测量不确定度评定与表示[S].

[4]校准和测量能力（CMC）的评定与实例.