环境试验设备温度偏差(MPE)测量不确定度评定
环境试验设备校准值的不确定度评定

工业技术1 温度偏差测量结果的不确定度评定1.1 概述(1)校准依据:JJ F 1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》。
(2)校准用标准器:一台D T Z -300型温湿度场自动测试系统。
温度:(-100~300)℃;M PE:±0.03%F.S;湿度:(0~100)%RH;M PE:±1.5%RH。
(3)环境条件:在温度21 ℃,湿度60%R H的实验室内进行。
(4)被检器具:该次校准分析用一台温度指示分辨率是0.1 ℃,湿度指示分辨率是1%R H的环境试验箱为例,校准点温度为20.0 ℃,湿度80%RH。
(5)校准方法:用DTZ-300型温湿度场自动测试系统测量该环境试验箱的温度偏差。
温度偏差是指被检设备温度显示仪表值与环境试验箱腔体几何中心点实际测量的温度之差。
1.2 数学模型Δ=1t -(2t +修) (1)式中:Δ为温度偏差,℃;1t 为设备显示温度平均值,℃;2t 为中心点15次测量值的平均值,℃;修为测量仪器指示值的修正值,℃。
1.3 灵敏系数和方差1.3.1 灵敏系数对(1)式各分量求偏导,得1t 分量的灵敏系数1=1;2t 分量的灵敏系数2=-1;修分量的灵敏系数3=-1。
1.3.2 方差由1t 、2t 引入的标准不确定度分量分别为1、2,它们彼此独立,因此方差可表示为:()()2222112u c u c u +=+(3 3)21.4 测量不确定度分量评定1.4.1 输入量1t 的标准不确定度1的评定输入量1t 的不确定度来源主要有测量重复性作为1t 的不确定度1。
测量重复性导致的标准不确定度11采用A类方法进行评定。
设备设定温度为20.0 ℃。
在设备温度稳定后,按上述方法读取设备显示温度值,共15次,得到测量列20.1、20.0、19.9、20.0、20.0、19.9、19.9、19.9、20.0、20.1、20.0、20.1、20.0、20.1、20.0 ℃,则单次实验标准偏差为:0.08 ℃因此1=0.08 ℃。
环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析①

作。为此,该文以恒温箱为研究对象,建立了环境试验设备温湿度校准装置,将巡检仪传感器放入被检箱体内,分为上、中、下3
层区域进行多点位测量,并对温度偏差校准结果进行不确定度分析,给产品检验提供技术保证,为相关设备的校准提供参考依
据。
关键词:恒温箱 环境试验 检定校准 多点位测量 温度偏差 不确定度
中图分类号:TH811
4 计量标 准的主要技术指 标
环 境 试 验 设 备 温 湿 度 巡 检 仪 测 量 参 数 如 下:温 度 测 量 范围:- 6 0 ℃~1 0 0 0 ℃;分 辨力:0.01 ℃;允 差:±0.2 ℃。 湿 度测 量范围:(10.0~99.0)% R H;分 辨 率:0.01%R H;允 差:±1.5% R H。
3 计量标 准的工作原理 及校准方法
该 文 采 用比 较 法,使 用 环 境 试 验 设 备 温 湿 度 巡 检 仪 ( 温
度:±0.2 ℃;湿 度:±1.5% R H),将 巡 检 仪传感 器放 入被 检 箱 体 内 进 行 多点位 测 量 。先 后 共 选 取 箱内中心 以 及4 个 角 的 数 值 。测 试 点 分布 在 工 作 室 内 的 上、中、下 3层,中层 为 工作 室 几何中心 平 行 于底面的工作面,测 试 点与内壁 的 距离不小 于 各 边长 的1/10,可加 大 但不 能 大 于5 0 0 m m。测 量 方 法 如 下:首先,设 定 试 验 相 应 的 温 度、相 对 湿 度,待 温、湿 度 恒 定 后,读 取 巡 检 仪 及被 检 箱温 湿 度仪 表 的显 示 值,做 好 记 录。 其 次,用修正 后 的巡 检 仪 的 示 值减 去 被 检 箱仪 表 显 示 值,即 得 到被 检 箱内 温、湿 度 值修正值。若 被 测 的 恒 温 箱内有 样品 架,则 下层 测 试 点可位于样 品 架 上 方10 m m 处 。以中心点 测 量 箱体 温 度波动度,以温 度测 量 最 大值与最 小值 差算出温场 均匀性。
环境试验箱温度偏差测量结果不确定度评定

5 标 准不确 定 度一 览表 ( 表 3 见 )
表 3
6 合成 标准 不确 定 度和 有效 自由度
表 6
6 1 合成 标 准不 确定 度 .
( = ) 偶
十 1 刍 十 3 5 亳十 2 刍 十
表 4
8 测 量 结果 不确 定度 报告 与表 示 环境试验箱在 一 0 4 ℃时 , 温度偏差测 量结果不确定 度为 : . =0 3℃ , U05 .8 9 =5 ; 8 环境试验箱在 102 , 0 " 时 温度偏差 测量结果不确定 (
() 3计算结果时数据修约引入 的标准不确定度 测量结果化整到小数点后一位 , 按半个单位计算 , 该
分布为 均匀 分布
n 1
=“ ( d + ( ) 2△ ) 2 T ) 2To + ( To
4 不确 定度 来源 及分 析
41 由 . 引入 的标准不 确定度 使用 温度 分 辨 率 为 0 0 ℃ 的 温 度巡 检仪 对 环境 试 .1
Env r n e t lCh m b r mp r t r v a i n i o m n a a e s Te e a u e De i to
郗 军智 王 兴 东
( 陕西省计量科学研究 院, 陕西 西安 7 0 4 ) 10 8
摘
要 :c 3 章建立了环境试验箱温度偏差的数学模型 , 分析了环境试验箱温度偏差标 准不确定度的来源和大小 , 给出了环境试验箱 温度偏差标 准不确
入 的标 准不确 定度 如表 2 。
表 2
式 中 : 一 环境 试验 箱温度 偏差 , ; △丁 ℃ 乃 一 环 境试 验箱 温度显 示仪 表显示 温度 , ; ℃ T 一 温 度检测 设备 的读数 , ; ℃ A 一 温度 检 测 设 备 在 检 测 温 度 点 的 修 正 T
环境试验设备温度偏差(MPE)测量不确定度评定

环境试验设备温度偏差测量不确定度评定1. 概述1.1 测量依据:JJF1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》 1.2 环境条件:温度:(15~35)℃,湿度:(30~85)%RH ,气压:(86~106)kPa1.3 测量标准:温度巡回检测仪,测量范围(-70~250)℃,最大允许误差±(0.3~1.0)℃。
1.4 被测对象:环境试验设备。
1.5 测量过程:在被校环境试验设备工作室内按规范要求布放校准装置的温湿度传感器,从被校环境试验设备上读取显示值,从校准装置上读取测得值。
温度偏差是指被校环境试验设备显示仪表示值与中心点实际温度之差。
1.6 评定结果的使用:在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2. 数学模型0t t t d d -=∆式中: d t ∆---温度偏差,℃;d t ----被校环境试验设备仪表显示的温度值,℃;0t ----校准装置测得的温度值,℃。
3. 输入量标准不确定度的评定 3.1 输入量d t 的标准不确定度)(d t u 的评定输入量d t 的标准不确定度)(d t u 来源于被校环境试验设备的测量重复性,可以通过连续测量得到测量列,采用A 类方法进行评定。
选一台环境试验设备,对其仪表显示值重复读取15次,得到记录结果如表1所示。
表 1注:平均值∑=di d t nt 1、实验标准差()()1)(21--=∑=n t tt s ni ddid 、15/)()(d d t s t u =3.2 输入量0t 的标准不确定度)(0t u 的评定输入量0t 的标准不确定度)(0t u 来源于校准装置的测量重复性引入的标准不确定度)(01t u 和校准装置的最大允许误差引入的标准不确定度)(02t u 。
3.2.1输入量0t 的标准不确定度分量)(01t u ,可以通过连续测量得到测量列,采用A 类方法进行评定。
考虑到标准器稳定度,读数分辨力等所引起的不确定度已包含在重复性条件下所得的测量列的分散性中,故在此不另作分析。
环境试验设备温湿度测量不确定度评定

环境试验设备温度校准不确定度分析1、概述1.1 测量依据:JJF 1101-2019《环境试验设备温度、湿度校准规范》1.2 测量环境条件:温度:(15~35)℃;相对湿度:≤85%RH;气压:(80~106)kPa。
1.3 测量标准:温湿度试验设备自动检定系统Vtest 1101X:温度:(-30~100)℃:U=0.10℃(k=2)、(100~300)℃:U=0.14℃(k=2)、(300~600)℃:U=1.1℃(k=2)、(600~1000)℃:U=1.1℃(k=2)、湿度:(30~100)%RH:U=1.1%RH(k=2)。
1.4 环境试验设备温度、湿度校准装置由输入、输出单元组成;输入信号包括热电阻,热电偶,湿度传感器。
输出单元为电脑采集及显示器。
校准时按校准规范规定布放温湿度传感器,将试验设备的温、湿度控制器设定到所要校准的标称温、湿度,使设备正常工作。
试验设备的温、湿度控制器稳定后开始采集数据,每2min记录所有测试点的温、湿度一次,共测试15次,计算该组数据的波动性、均匀性、温度偏差。
2.测量模型2.1温度上偏差公式∆t max=t max−t s式中:∆t max——温度上偏差,℃;t max——各测量点规定时间内测量的最高温度,℃;t s——设备设定温度,℃;2.2相对湿度上偏差公式∆ℎmax=ℎmax−ℎs式中:∆ℎmax——相对湿度上偏差,%;ℎmax——各测量点规定时间内测量的最高相对湿度,%;ℎs——设备设定相对湿度,%;3.测量不确定度来源和标准不确定度评定3.1温度、相对湿度测量重复性引入的标准不确定度分量u1在重复性条件下,对温度:20℃、100℃、300℃;相对湿度:30%RH、50%RH、70%RH、90%RH每个校准点重复测量10次,得到的测量值列如下:根据公式:1)(12--=∑=n x xi s ni实际测量以单次测量值为测量结果,则s=u 1 ,可得到由测量重复性引起的标准不确定度为:3.2 标准器分辨力引入的标准不确定度分量 3.2.1标准器温度分辨力引入的标准不确定度分量u 2标准器温度分辨力为0.001℃,不确定区间半宽0.0005℃,服从均匀分布,则分辨力引入的标准不确定分量:(℃)00.030005.02==u 3.2.2标准器相对湿度分辨力引入的标准不确定度分量u ′2%03.03%05.02=='u 3.3 标准器修正值引入的标准不确定度分量3.3.1标准器温度修正值引入的标准不确定度分量u 3标准器温度修正值的不确定(-30~0)℃时:U =0.10℃;(0~100)℃时:U =0.10℃;(100~300)℃时:U =0.14℃;以正态分布,k =2,则标准器温度修正值引入的标准不确定度分量:(-30~0)℃时:u 3=U/k =0.10℃/2=0.05(℃) (0~100)℃时:u 3=U/k =0.10℃/2=0.05(℃) (100~300)℃时:u 3=U/k =0.12℃/2=0.06(℃)3.3.2标准器相对湿度修正值引入的标准不确定度分量u ′3标准器相对湿度修正值的不确定30%RH 时:U ′=0.7%RH ;(30~50)%RH 时:U ′=0.8%RH ;(50~70)%RH 时:U ′=0.9%RH ;(70~100)%RH 时:U ′=1.1%RH ,以正态分布,k =2,则标准器湿度修正值引入的标准不确定度分量:30%RH 时:u ′3=U/k =0.7%RH /2=0.35(%RH ) (30~50)%RH 时:u ′3=U/k =0.8%RH /2=0.40(%RH ) (50~70)%RH 时:u ′3=U/k =0.9%RH /2=0.45(%RH ) (70~100)%RH 时:u ′3=U/k =1.1%RH /2=0.55(%RH )3.4 标准器稳定性引入的标准不确定度分量3.4.1标准器温度稳定性引入的标准不确定度分量u 4本标准器相邻两次校准温度修正值最大变化,按均匀分布,由此引入的标准不确定度分量:(-30~-0)℃时:(℃)01.0302.04==u (0~100)℃时:(℃)06.0316.04==u (100~300)℃时:(℃)11.0319.04==u3.4.2标准器湿度稳定性引入的标准不确定度分量u ′4本标准器相邻两次校准相对湿度修正值最大变化,按均匀分布,由此引入的标准不确定度分量:30%RH 时:%06.0310.04=='u (30~50)%RH 时:%08.0313.04=='u(50~70)%RH 时:%08.0314.04=='u (70~100)%RH 时:%09.0315.04=='u3.5标准不确定度分量汇总表3.5.1温度上偏差标准不确定分量汇总表3.5.1相对湿度上偏差标准不确定分量汇总表4 合成标准不确定度4.1温度上偏差校准合成标准不确定度u c 计算由于u 1、u 2、u 3、u 4相互独立,则合成标准不确定度u c 按式计算(-30~0)℃时:℃05.024232221c =+++=u u u u u(0~100)℃时:℃11.024232221c =+++=u u u u u(100~300)℃时:℃37.024232221c =+++=u u u u u4.2相对湿度上偏差校准合成标准不确定度u c 计算由于u 1、u 2、u 3、u 4相互独立,则合成标准不确定度u c 按式计算30%RH 时:%RH37.024232221c =+++=u u u u u(30~50)%RH 时:%RH44.024232221c =+++=u u u u u(50~70)%RH 时:%RH50.024232221c =+++=u u u u u(70~100)%RH 时:%RH68.024232221c =+++=u u u u u5 扩展不确定度取包含因子k =2,温度上偏差扩展不确定度为:(-30~0)℃:U =k ×u c =2×0.05=0.10℃ (0~100)℃:U =k ×u c =2×0.11=0.22℃ (100~300)℃:U =k ×u c =2×0.37=0.74℃取包含因子k =2,相对湿度上偏差扩展不确定度为:30%RH 时:U =k ×u c =2×0.37=0.74%RH(30~50)%RH 时:U =k ×u c =2×0.44=0.88%RH(50~70)%RH 时:U =k ×u c =2×0.50=1.0%RH(70~100)%RH 时:U =k ×u c =2×0.68=1.4%RH。
环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析

环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析D.1 概述温度测量设备由温度传感器和数字温度显示仪组成,该套设备由温度修正值。
温度偏差是指设备温度显示仪表示值与中心点实际温度之差。
D.2 数学模型Δt d =t d -t 0-Δt 0 (D1) 式中:Δt d ——温度偏差,℃;t d ——被检设备温度显示仪表显示温度,℃; t 0——数字温度显示仪读数,℃;Δt 0——温度测量装置的修正值(指整体检定),℃; D.3 方差与灵敏系数式(D1)中t d ,t 0,Δt 0互为独立,因而得 11103021-=∆∂∆∂=-=∂∆∂==∂∆∂=t t C t t C t t C dd d d ,, 故 )()()(020222t u t u t u u d c ∆++=D.4 不确定度来源及分析 D.4.1 由t d 引入的不确定度对环境试验设备作15次独立重复测量,从设备显示仪上读取15次显示值,记为1521,.....,,d d d t t t ,平均值记为d t ,其测量列入表D1所示。
根据公式)1()()(21--=∑=n n t tt s ni d did计算的算式平均值d t 的实验标准差)(d t s =0.01°C 。
则由15次独立重复测量引入的标准不确定度分量==)(1d t s u 0.01°C ,自由度=1v 14。
D.4.2 由0t 引入的不确定度对环境试验设备作15次独立重复测量,从数字温度显示仪上读取15次 显示值,记为1521,......,,o o o t t t ,平均值记为o t ,其测量列如表D2所示。
根据公式)1()()(21--=∑=n n t tt s ni o oio计算的算术平均值o t 的实验标准差)(o t s =0.03°C 。
则由15次独立重复测量引入的标准不确定度分量==)(2o t su 0.03°C ,自由度=2v 14。
环境试验设备温度偏差校准值的不确定度评定

:
√ : 。 . 5 4 ℃
则由1 5次独 立 重 复测 量 引 入 的标 准不 确 定 度分 量
2 =s ( t o ) / = 0 . 0 7  ̄ C
表6 2 0 2 — O电热 恒 温 干 燥 箱
则由 1 5次 独立 重 复测量 引人 的标 准不 确定 度分 量
1 = s ( ) / = 0 . 1 4  ̄ C 自由度 : =1 4 。
En v i r o n me n t a l Te s t i n g Eq u i p me n t Te mp e r a t u r e De v i a t i o n
Ca l i b r a t i o n Un c e r ai t n t y Ev a l u a t i o n Re s u l t s
关键 词 : 环境试 验设备 温度偏差 ; 测量不确定度 ; 评定
中图分类号 : 0 5 5 1 . 2 文献标识码 : A 国家 标 准 学 科 分 类 代 码 : 4 6 0 . 4 0 2 5
D O I : 1 0 . 1 5 9 8 8 / j . c n k i . 1 0 0 4—6 9 4 1 . 2 0 1 7 . 0 8 . 0 5 4
仪上读取 1 5次显示值 , 记为 t d l ' t 以, …, t 扔, 平均值记 为
t , 其测 量列 如表 1 、 表2 、 表 3所示 。
表1 HA I E R 的贮 血 冷 柜
1 . 3 测量标准 : 温 场 测量 记 录仪 、 P t l O 0热 电 阻 、 K型 热
电偶 。 1 . 4 被 测对 象 : 环境 试验设 备 ( 型号 为 H A I E R的贮 血冷
环境监测中仪器分析方法不确定度的评估探讨

环境监测中仪器分析方法不确定度的评估探讨
在环境监测中,仪器分析方法的不确定度评估是非常重要的,它对于结果的准确性和
可靠性至关重要。
本文将探讨仪器分析方法不确定度的评估方法。
不确定度是描述测量结果的误差范围的一种度量。
它是由多种因素引起的,包括仪器
本身的误差、操作人员的技术能力、环境条件等。
对仪器分析方法的不确定度进行评估,
需要考虑这些因素。
评估仪器分析方法不确定度的一种常用方法是重复测量法。
该方法要求对同一样品进
行多次测量,并分析每次测量结果之间的差异。
通过统计分析这些差异,可以得到一个表
示不确定度的数值。
在进行重复测量时,需要确保每次测量都在相同的条件下进行,包括温度、湿度、操
作人员等。
这样可以排除环境条件等因素对测量结果的影响。
然后,将每次测量的结果进
行统计分析,可以得到测量结果的平均值和标准差。
标准差是一种描述测量结果散布范围的统计指标。
它表示测量结果的离散程度,标准
差越大,表示测量结果越不精确。
可以使用标准差来评估测量结果的不确定度。
还可以使用置信区间来评估仪器分析方法的不确定度。
置信区间是一个范围,它表示
在一定置信水平下,真实值落在该范围内的概率。
通过重复测量并计算置信区间,可以评
估仪器分析方法的不确定度。
除了重复测量法和置信区间法,还可以使用其他方法来评估仪器分析方法的不确定度。
可以使用不同的方法对同一样品进行测量,并比较结果的差异。
可以使用校准曲线来评估
仪器分析方法的不确定度。
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环境试验设备温度偏差测量不确定度评定
1. 概述
1.1 测量依据:JJF1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》 1.2 环境条件:温度:(15~35)℃,湿度:(30~85)%RH ,气压:(86~106)kPa
1.3 测量标准:温度巡回检测仪,测量范围(-70~250)℃,最大允许误差±(0.3~1.0)℃。
1.4 被测对象:环境试验设备。
1.5 测量过程:在被校环境试验设备工作室内按规范要求布放校准装置的温湿度传感器,从被校环境试验设备上读取显示值,从校准装置上读取测得值。
温度偏差是指被校环境试验设备显示仪表示值与中心点实际温度之差。
1.6 评定结果的使用:在符合上述条件下的测量结果,一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2. 数学模型
0t t t d d -=∆
式中: d t ∆---温度偏差,℃;
d t ----被校环境试验设备仪表显示的温度值,℃;
0t ----校准装置测得的温度值,℃。
3. 输入量标准不确定度的评定 3.1 输入量d t 的标准不确定度)(d t u 的评定
输入量d t 的标准不确定度)(d t u 来源于被校环境试验设备的测量
重复性,可以通过连续测量得到测量列,采用A 类方法进行评定。
选一台环境试验设备,对其仪表显示值重复读取15次,得到记录结果如表1所示。
表 1
注:平均值∑=di d t n
t 1
、实验标准差()
()
1)(2
1
--=
∑=n t t
t s n
i d
di
d 、15/)()(d d t s t u =
3.2 输入量0t 的标准不确定度)(0t u 的评定
输入量0t 的标准不确定度)(0t u 来源于校准装置的测量重复性引
入的标准不确定度)(01t u 和校准装置的最大允许误差引入的标准不确定度)(02t u 。
3.2.1输入量0t 的标准不确定度分量)(01t u ,可以通过连续测量得到测量列,采用A 类方法进行评定。
考虑到标准器稳定度,读数分辨力等所引起的不确定度已包含在重复性条件下所得的测量列的分散性中,故在此不另作分析。
其测量结果如表2所示。
表 2
注:平均值∑=i t n
t 0011
、实验标准差()
()
1)(2
1
01
0101--=
∑=n t t
t s n
i i
、
15/)()(0101t s t u =
3.2.2输入量0t 的标准不确定度分量)(02t u ,从校准规范和校准证书可知,校准装置的最大允许误差如表3所示,采用B 类方法进行评定。
表3
4. 合成标准不确定度的评定 4.1 灵敏度系数
数学模型 0t t t d d -=∆ 灵敏度系数 11=∂∆∂=d d t t c 10
2-=∂∆∂=t t c d
4.2 标准不确定度汇总表
输入量的标准不确定度汇总表4
表 4
4.3 合成标准不确定度c u 的计算
输入量彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按下式计算:
()()2
002
2)(⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⨯∂∆∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯∂∆∂=∆t u t t t u t t t u d d d d d c
-70℃ =c u 0.314℃ -5℃ =c u 0.314℃ 0℃ =c u 0.202℃ 90℃ =c u 0.200℃ 100℃ =c u 0.315℃ 190℃ =c u 0.314℃ 200℃ =c u 0.591℃ 250℃ =c u 0.590℃
5. 扩展不确定度的评定
k取2,则
-70℃=
U0.628℃
-5℃=
U0.628℃
0℃=
U0.404℃
90℃=
U0.400℃
100℃=
U0.630℃
190℃=
U0.628℃
200℃=
U 1.182℃
250℃=
U 1.180℃
6. 测量结果不确定度报告与表示
环境试验设备温度偏差校准结果扩展不确定度为:
(-70~0)℃U=0.6℃ (k=2)
(0~100)℃U=0.4℃ (k=2)
(100~200)℃U=0.6℃ (k=2)
(200~250)℃U=1.2℃ (k=2)
————————————。