机械式温湿度计湿度测量结果不确定度评定

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摘要：主要是根据JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》和JJF1033-2008《计量标准考核规范》，对机械式温湿度计湿度的测量结果不确定度进行评定。

关键词：机械式温湿度计、湿度、不确定度

【分类号】：TH837

一、概述

1、测量依据：JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》

2、测量环境条件：温度22℃，相对湿度65%RH

3、测量标准器及配套设备：精密露点仪、温湿度检定箱、空盒气压表和温湿度计

4、被测对象：苏州上声电子有限公司生产的温湿度计（型号：TH306，测量范围：（5～50）℃，（30～95）%RH）

5、测量方法：按照规程要求，由温湿度检定箱提供稳定的温湿度环境，将被检温湿度计和精密露点仪放入箱内，由精密露点仪测量的温度和相对湿度经过修正值修正后的值为标准值，被检温湿度计的测量值为测量值，进行示值误差的计算。

二、 数学模型

2.1数学模型为：

式中： ― 湿度示值误差，%RH； ― 被检温湿度计测量的湿度示值，%RH； ― 标准精密露点仪测量的湿度示值，%RH； ― 标准精密露点仪证书上提供的湿度修正值，%RH。

2.2灵敏系数

三、标准不确定度分量的来源分析

湿度测量结果的不确定度分量主要有两个分量构成，即温湿度计的湿度测量重复性引起的不确定度u（H）和机械式温湿度计检定装置引起的不确定度u（Hs）。其中，机械式温湿度计检定装置的不确定度又包含三个分量，即标准精密露点仪的标准不确定度u1（Hs）、温湿度检定箱湿度均匀度引起的不确定度u2（Hs）和温湿度检定箱湿度波动度引起的不确定度u3（Hs）。

四、标准不确定度分量评定

4.1 湿度测量重复性引起的标准不确定度分量u（H）

按JJG205-2005的规定，在相同条件下，对温湿度计选择80%RH（20℃时）示值点重复测量10次，得到一组测量列：80.1、80.2、80.1、79.9、79.8、79.9、80.1、79.9、80.1、80.2。

由于测量重复性引起的不确定度分量属于A类评定，所以实验标准偏差s（h）=0.1418%，由于实际检定中规程要求是重复检测3次，所以u（H）= s（h）/3 =0.0819%RH。

4.2 机械式温湿度计检定装置引起的不确定度分量u（Hs）

4.2.2.1 标准精密露点仪标准不确定度引起的标准不确定度分量u1（Hs）

根据JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》，选取符合要求的精密露点仪作为标准器，其露点温度的最大允许误差为±0.2℃。由于20℃时，相对湿度可由露点温度换算得到，所以，根据换算公式可知，在露点温度16.4℃时，相对湿度为79.768%RH，在露点温度16.6℃时，相对湿度80.789%RH。由此可知，其湿度80%附近时，露点温度允差为±0.2℃时，相对湿度允差为±（80.789%RH-79.768%RH）= ±1.021%RH。假定均匀分布，k=3 ，则：u1（Hs）=1.021/3 =0.5895%RH。

4.2.2.2 温湿度检定箱湿度均匀度引起的不确定度分量u2（Hs）

仪器满足规程要求，温湿度检定箱的湿度均匀度小于等于1.0%RH，一般可视为均匀分布，则：u2（Hs）=1.0/3 =0.5774%RH。

4.2.2.3 温湿度检定箱湿度波动度引起的不确定度分量u3（Hs）

仪器满足规程要求，温湿度检定箱的湿度波动度为±0.5%RH，一般可视为反正弦分布，则：u3（Hs）=0.5/3 =0.3536%RH。

五、合成标准不确定度

5.1 标准不确定度分量汇总

标准不确定度分量符号 不确定度来源 标准不确定度值

u（H） 湿度测量重复性 0.0819%RH

u（Hs） u1（Hs） 标准精密露点仪标准不确定度 0.5895%RH

u2（Hs） 温湿度检定箱湿度均匀度引入的不确定度 0.5774%RH

u3（Hs） 温湿度检定箱湿度波动度引入的不确定度 0.3536%RH

5.2 合成标准不确定度

由于u1（Hs）、u2（Hs）、u3（Hs）互不相关，所以

六、扩展不确定度

取包含因子 ，则扩展不确定度为：UH = kuH = 2×0.9024%RH = 1.8%RH

所以，机械式温湿度计检定装置湿度扩展不确定度为U =1.8%RH（k=2）。