高低溫濕熱試驗箱的校準與不確定度分析
作者:
salmon范
編輯:
瑞凱儀器
來源:
litaoweb.cn
發(fā)布日期: 2019.12.28
1、校準標準
高低溫濕熱試驗箱濕度校準裝置,它是由一臺溫濕場校準記錄儀聯(lián)接多支四線制鉑電阻多支濕度傳感器組成,測量范圍:溫度(-25~300) ℃,濕度(5~100) %RH,精確度:溫度0.2℃,濕度0. 5%RH,整套裝置附有校準證書,具有溫度、濕度修正值。
2、校準項目和方法
2.1 校準方法
高低溫濕熱試驗箱的校準一般在空載條件下進行校準。校準溫、濕度點一般應(yīng)選擇設(shè)備使用范圍的上限、下限及中間點。在實際工作中,通常根據(jù)客戶需求選擇實際常用的溫、濕度點。干濕球法在90%RH以上的高濕情況下具有良好的準確性和穩(wěn)定性,建議濕度點選在90%RH以上。為了準確測量整個高低溫濕熱試驗箱溫濕度的分布情況,溫度校準點應(yīng)至少選擇9個,位置應(yīng)選在設(shè)備工作室內(nèi)的三個校準面上,簡稱上、中、下三層,中層為通過工作室?guī)缀蔚?、平行于底面的校準工作面,校準點與工作室內(nèi)壁的距離為各邊長的1/10。濕度校準點至少3個。
溫度測試點用A、B、C等字母表示,濕度測試點用甲、乙、丙表示。
溫、濕度標準的軸心線應(yīng)平行,且距離應(yīng)不小于濕球傳感器總直徑(包括濕球紗布套的厚度在內(nèi))的三倍。紗布應(yīng)充分濕潤,選用帶蓋水杯盛滿蒸餾水,水杯中水面到濕球底部的距離約為30mm。
2.2 校準步驟
放置溫、濕度傳感器,將傳感器的另一端(四線制接插頭)接在數(shù)字顯示儀表(溫濕度巡檢儀) 上,按說明書對儀表做相應(yīng)設(shè)置。將溫濕度場設(shè)備的溫度、濕度控制器設(shè)定在要求的標稱溫濕度點上,使設(shè)備正常工作。當設(shè)備顯示的溫、濕度達到設(shè)定點并穩(wěn)定一段時間(通常少半小時)后開始記錄數(shù)據(jù),每隔2min記錄一次, 30min 內(nèi)共記錄15組。改變設(shè)定點溫、濕度,記錄下一組數(shù)據(jù)。校準結(jié)束后取出傳感器。
3、設(shè)備測量結(jié)果的不確定度評定
本文就以測量100℃溫度點的溫度波動度為例進行不確定度分析。
3.1 數(shù)學模型
式中:Tb為被校設(shè)備的溫度波動度;Tmax為在設(shè)備的幾何點處測得的溫度值;Tmin為在設(shè)備的幾何點處測得的溫度小值。
3.2 計算標準不確定度分量
3.2.1 測量重復性引入的標準不確定度分量u1
采樣點的測量重復性引入的不確定度分量是用統(tǒng)計方法來進行評定,該項不確定度為A類不確定度。因為該系統(tǒng)是自動測量,在設(shè)備幾何點測量溫度可以做到10s采一點,這樣在整個測量過程(30min)內(nèi),按規(guī)范要求的數(shù)據(jù)處理方法,可以得到12組數(shù)據(jù),相當于取得12次溫度波動度的測量值。論文篇幅有限,所測得的具體數(shù)據(jù)省略。因該項評定與被測設(shè)備的穩(wěn)定性有很大關(guān)系,經(jīng)多次實驗,用測得數(shù)據(jù)得到單次測量標準偏差為:
測量重復性引入的不確定度用平均值標準偏差表示,取12次測量的平均值,可得到平均值標準偏差:
12次重復測量,故自由度為:V1=12-1=11
3.2.2測溫傳感器的動態(tài)響應(yīng)引入的標準不確定度分量u2
根據(jù)要求,測溫傳感器的時間常數(shù)小于15s。 假定一極限情況,在2min之內(nèi)溫度變化1℃,其升溫曲線為一斜坡,即線性變化,則測溫傳感器在2min末滯后而造成的偏差為0.125℃,取概率分布為均勻分布,包含因子k=√3,則標準不確定度為
該估算值不可靠性約20%,故自由度為:
3.2.3 測量儀表引入的標準不確定度分量u3
電測儀表在100℃點的誤差限為±0.05Ω,取概率分布為均勻分布,包含因子k=√3了,則標準不確定度為(溫度傳感器的溫度系數(shù)為0.3979/℃):
該估算值不可靠性約10%,故自由度為:
3.3合成標準不確定度
根據(jù)數(shù)學模型和不確定度傳遞規(guī)律,上述不確定度 分量之間互不相關(guān),互相獨立。合成標準不確定度為:
3.4 有效自由度
3.5擴展不確定度
當veff=42,置信概率p=0.95時,t分布臨界值的覆蓋因子為k=t0. 95
(veff)=2.02,則擴展不確定度為:
根據(jù)測量不確定度的分析來看,為保證高低溫濕熱試驗箱的校準質(zhì)量,在工作中應(yīng)注意以下問題:溫度傳感器要單支標定、單支分度;濕度傳感器的穩(wěn)定性較差,大多數(shù)濕度傳感
器在高溫高濕時容易漂移,因此建議在每次校準前都要對濕度傳感器進行標定。
4、結(jié)語
通過上文的分析,我們加深認識了高低溫濕熱
試驗箱的校準與不確定度,希望通過本文針對高低溫濕熱試驗箱的校準與不確定度的探討,起到拋磚引玉的作用,引入更多的相關(guān)從業(yè)人員參與探討當中,對高低溫濕熱試驗箱的校準與不確定度多分析。