工业分析仪炉温控温误差测量方法研究

摘要:工业分析仪是利用热重分析法为测量原理,目前被广泛应用于煤炭化验中。为了合理有效的开展煤炭化验相关项目,对工业分析仪炉温控温误差进行不确定度评定及分析。
1概述
1.1测量依据
　　依据JJG1140-2017《工业分析仪检定规程》。
1.2测量标准
(1)铂电阻温度计:精度A级。
(2)标准铂铑10-铂热电偶:精度二等。
1.3校准方法
　　将热电偶放人炉膛中,与被检仪器控温热电偶的测量端在同一截面,按规程要求,设定被检仪器的炉温，当炉温达到设定值并稳定后,30min内每隔3min分别记录一次炉温测定装置和被检仪器的显示温度,连续记录10次,计算其算数平均值之差，即可得到控温误差。
2测量模型
2.1炉温控温误差
2.1炉温控温误差
△t=`t'-`t(1)
式中:
△t------炉温控温误差,℃;
`t------炉温测定装置温度读数的算数平均值,℃;
`t------被检仪器温度读数算数平均值,℃。
2.2不确定度来源
(1)被校对象测量重复性引人的标准不确定度分量。
(2)标准器分辨力引入的标准不确定度分量。
(3)标准器修正值引入的标准不确定度分量。
(4)标准器稳定性引人的标准不确定度分量。
3各输入分量的标准不确定度评定
3.1水分点107℃温度测量的不确定度评定
3.1.1温度测量重复性引人的标准不确定度u1,
　　当温度为107℃时，校准点重复测量10次,则标准偏差s为:
 
3.1.2标准器引人的标准不确定度分量u2
　　标准器选用A级铂电阻温度计,当水分点
107℃时,最大允许误差±0.36℃,按均匀分布,k=√3,则:
U2=0.3613=0.22℃(4)
3.1.3电测设备引人的标准不确定度分量u3
　　电测设备选用过程校验仪,精度0.02级,采用B类方法评定。过程校验仪输出信号的大小和热电阻类型,按均匀分布,k=√3,则:
u;=0.901√3=0.52℃(5)
3.2灰分点815℃温度测量的不确定度评定
3.2.1温度测量重复性引人的标准不确定度u´1
　　当温度为815℃时,校准点重复测量10次,标准偏差s´为:
 
3.2.2标准器引人的标准不确定度分量u´2;
　　标准器选用标准铂铑10-铂热电偶,当灰分点815℃时,最大允许误差±1.30℃,按正态分布,k=2,则:
u´2=1.30/2=0.65℃(8)
3.2.3电测设备引人的标准不确定度分量u´3
　　电测设备选用过程校验仪,精度0.02级,采用B类方法评定。过程校验仪输出信号的大小和热电阻类型,按均匀分布,k=3,则:
u´3=0.901√3=0.52℃(9)
4标准不确定度分量一览表
(1)水分点107C时,不确定度分量见表1。
 
5合成标准不确定度
由于u1~u3相互独立、互不相关,因此,炉温控.温误差校准合成标准不确定度uc为:
(1)水分点107℃时
 
6扩展不确定度
(1)取k=2,则水分点107℃时,扩展不确定度为:
U=kuc=1.2℃(12)
(2)取k=2,则灰分点815℃时,扩展不确定度为:
U=kuc=1.8℃(13)