温湿度计测量结果的不确定度评定

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摘要：文章讨论了机械式温湿度计温度测量结果不确定度的来源，定量分析了测量结果的标准不确定度的评定，合成标准不确定度的评定以及扩展不确定度的评定。

关键词：温湿度计；不确定度；数学模型

中图分类号：TH837 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）06-0052-03

一、概述

1．测量依据：依据JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》。

2．测量环境条件：温度（23±5）℃，湿度

3．测量标准及其主要计量特性：

通风干湿表 温度MPE：0.1℃

湿度MPE：1.5%RH

4．测量参数与测量方法简述：温湿度计检定标准装置由通风干湿表及温湿度检定箱组成。检定时将温湿度计置于检定箱内，调整检定箱内温度，使之达到检定点，稳定15～30分钟，开始读数。检定点为15℃、20℃、30℃。检定时由最低点起，逐点上升至最高点为止，将测得的变量与实际变量相比，超出允许值的表，进行调整。

5．评定结果的使用：符合上述条件下的常规测量中，本测量不确定度评定结果可直接用于重复性条件下或复现性条件下的测量结果。

二、数学模型

式中：――被检温度计的示值误差

U被――被检温度计的读数

U实――测试仓内实际温度

U标――精密露点仪显示读数

U修――精密露点仪的示值修正值

三、输入量的标准不确定度评定

（一）输入量u（U被）的标准不确定度评定。

标准不确定度u（U被）由三个不确定度分项构成。

1．测量重复性u（U被1）。

对一只型号为272的温湿度计分别在检定点15℃、20℃、30℃各重复测量10次，如此得到9组示值误差数据，然后分别对每组计算实验标准差si，即：

s1=0.031℃，s2=0.024℃，s3=0.032℃

u（U被1）=simax=0.032℃

2．被检湿度计的示值估读引入的标准不确定度u（U被2），用B类标准不确定度评定。由于毛发湿度表的示值估读到0.1℃，所引起的误差为0.1/2=0.05℃，其分布为均匀分布，包含因子k=，其标准不确定度为u（U被2）=0.05/=0.03℃

其估算值的不可靠性约为10%，则自由度v（U被2）=（10%）-2/2=50

3．检定箱不均匀性引入的不确定度u（U被3）的评定，用B类标准不确定度评定。检定箱的均匀性误差不得超过0.1℃，其分布为均匀分布，包含因子k=，其标准不确定度为u（U被2）=0.1/=0.056℃

其估算值的不可靠性约为10%，则自由度v（U被3）=（10%）-2/2=50

因为u（U被1）、u（U被2）、u（U被3）互不相关，所以

0.071℃

（二）输入量u（U标’）的标准不确定度评定

输入量u（U标’）的标准不确定度的主要来源为通风干湿表的分辨力，采用B类评定方法进行评定。通风干湿表的分辨力为0.01℃，其分布为均匀分布，包含因子k=，其标准不确定度为u（U被2）=0.01/=0.006℃

（三）输入量u（U修）的标准不确定度评定

该项不确定度是由标准器的使用不确定度引入的。根据标准器的检定证书，标准器的扩展不确定度为0.1℃（k=3），u（U修）=0.1/3=0.03℃

自由度v（u（U修））=100

四、合成标准不确定度的评定

（一）灵敏系数

（二）标准不确定度汇总表

（三）合成标准不确定度及其自由度的计算

各输入量间独立不相关，则合成不确定度为

=0.077℃

五、扩展不确定度的评定

一般k=2

U95=k×=2×0.077=0.154℃≈0.15℃

六、测量不确定度的报告与表示

U=k×=0.15℃ k=2

七、结语

通过研究温湿度计的测试方法、测试过程，分析了温湿度计的测量结果不确定度的来源，并结合具体的实验数据计算出测量结果的扩展不确定度，使测量结果更接近精确。

作者简介：孔卫红（1971-），女，河南驻马店人，河南天方药业股份有限公司工程师，研究方向：仪器仪表的分类管理、检定及维修。