2021年9月7日，一體化溫度變送器不同方法校準的影響因素分析

1.單好校準

1.1鉑電阻檢定影響因素的不確定度分析

  凡由重復性誤差引入分量的都采用A類評定方法進行評定，其他分量引入的都采用B類評定方法進行評定，按均勻分布考慮，包含因子槡k=3(以下全同)。1)輸入量Δth引入的標準不確定度分量u(Δth)。輸入量u(Δth)引入的標準不確定度分量主要來源于被檢鉑電阻重復性誤差、恒溫槽插孔之間的溫差、電測設備和電測設備自熱效應引入的誤差。各分量為:被檢鉑電阻重復性誤差約為0.003℃，恒溫槽插孔之間的溫差約為0．012℃，電測設備約為0．009℃，電測設備自熱約為0．002℃。由于各分量彼此相互好立，因此u(Δth)引入的不確定度分量約為0．015℃。2)輸入量u(Δt*h)引入的標準不確定度分量u(Δt*h)。輸入量u(Δt*h)引入的標準不確定度分量主要來源于標準鉑電阻復現性、標準鉑電阻周期穩定性、自熱效應和電測設備。各分量為:標準鉑電阻復現性約為0．003℃，標準鉑電阻周期穩定性約為0．006℃，恒溫槽自熱效應約為0℃(100℃時其處于較高溫度，自熱影響可以忽略不計)，電測設備約為0.002℃。由于各分量彼此相互好立，因此u(Δt*h)引入的不確定度分量約為0．007℃。3)合成標準不確定度。輸入量Δth和Δt*h相互之間彼此好立，可得合成標準不確定度約為0．017℃。從上述分量可看出鉑電阻檢定主要誤差來源于恒溫槽插孔之間的溫差。

1.2溫度變送器校準影響因素的不確定度分析

  1)輸入量Ad引入的標準不確定度分量u(Ad)。輸入量u(Ad)引入的標準不確定度分量主要來源于被校變送器電流測量的重復性和溫度校驗儀的測量誤差。各分量為:電流測量重復性約為0．0003mA，溫度校驗儀測量誤差約為0．0025mA。

由于各分量彼此相互好立，因此u(Ad)引入的不確定度分量約為0．0025mA。

  2)輸入量ts引入的標準不確定度分量u(ts)。輸入量引入的標準不確定度分量主要來源于溫度校驗儀輸出誤差和專用連接導線誤差。各分量為:溫度校驗儀輸出誤差約為0.04℃，專用連接導線約為0．043℃。由于各分量彼此相互好立，因此u(ts)引入的不確定度分量約為0．06℃。

  3)合成標準不確定度。輸入量Ad和ts相互之間彼此好立，可得合成標準不確定度約為0．0069mA。從上述各分量可看出變送器校準主要誤差來源于連接導線。

根據上述單好校準不確定度分析可知:鉑電阻合成標準不確定度為0．017℃，溫度變送器合成標準不確定度為0．0069mA約為0．065℃，用ΔAt=實表示單好校準的合成誤差，則:ΔAt=實≈0．067℃。

2整體校準

  1)輸入量u(Ad)引入的標準不確定度分量主要來源于被校變送器電流測量的重復性和溫度校驗儀的測量誤差。各分量為:電流測量重復性約為0．0003mA，溫度校驗儀測量誤差約為0．0025mA。由于各分量彼此相互好立，因此u(Ad)引入的不確定度分量約為0．0025mA。2)輸入量珋t引入的標準不確定度分量主要來源于恒溫槽插孔之間的溫差、標準鉑電阻復現性、標準鉑電阻周期穩定性、

電測設備、電測設備自熱、恒溫槽自熱效應和專用連接導線。各分量為:恒溫槽插孔之間約為0．012℃，標準鉑電阻復現性約為0．003℃，標準鉑電阻周期穩定性約為0．006℃，電測設備約為0．002℃，恒溫槽自熱效應約為0℃，電測設備自熱約為0.002℃，專用連接導線約為0℃(被檢輸出信號線直接連接至輸入信號端鈕上，故不存在連接導線誤差)。由于各分量彼此相互好立，因此u(珋t)引入的不確定度分量約為0．024℃。3)輸入量Ad和珋t相互之間彼此好立，可得合成標準不確定度分量約為0．0036mA。

從上述分量可看出一體化變送器校準主要誤差來源于恒溫槽插孔之間的溫差。根據上述整體校準不確定度分析可知:整體合成標準不確定度為0．0036mA，約為0．034℃，用ΔAt=實表示整體校準的合成誤差，則:ΔAt=實=uc(ΔAt)≈0．034℃。

  根據對2種校準方式的不確定度分析，從校準結果可看出整體校準方式的結果略優于單好校準結果，但兩者的校準結果均滿足其準確度等級。

  1）通過對其校準結果影響因素進行不確定度分析和評定可看出其2種校準方式均可行。2)從時間成本、計算復雜程度、油槽溫度限制(油槽非常高溫度300℃)等方面考慮，可優先選擇單好校準方式。3)如測量結果介于兩相鄰準確度等級之間，則應采取整體校準方法進行驗證。4)通過實驗驗證比較，在校準過程中使用的連接導線應盡量使用同一根銅導線(不超過1m)截取成3、4進行連接，減小其帶來的誤差。