二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測量結(jié)果主要用于檢定、校準(zhǔn)工作用熱電偶，其測量結(jié)果的可靠性直接影響工業(yè)檢測的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系到控制系統(tǒng)的控制可靠性。目前分度二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶采用雙極比較法和同名極法，本文主要對采用同名極法分度的熱電偶測量結(jié)果可靠性進(jìn)行分析評定，對工業(yè)計(jì)量具有指導(dǎo)作用。
1、測量方法及依據(jù)
依據(jù)JJG 75-1995《標(biāo)注鉑銠10-鉑熱電偶》檢定規(guī)程，將1支一等標(biāo)熱電偶與被檢的二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆扎成束，同軸置于管式檢定爐溫度最高處，在金屬鋅凝固點(diǎn)（419.527℃）、鋁凝固點(diǎn)（660.323℃）和銅凝固點(diǎn)（1084.62℃）處分別用比較法進(jìn)行測量。以兩次測量結(jié)果的平均值作為最后的檢定結(jié)果，且兩次測量結(jié)果的平均值作為最后的檢定結(jié)果，且兩次測量結(jié)果的差值不超過4μV，同時(shí)鋅、鋁、銅凝固點(diǎn)的熱電勢偏差應(yīng)滿足規(guī)程要求。
2、建立數(shù)學(xué)模型
式中
為被檢熱電偶熱電勢值，mV；
為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書給出的熱電動勢值，mV；
為分度時(shí)被檢熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶正極產(chǎn)生的熱電動勢平均值，mV；
為分度時(shí)測得的被檢熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶負(fù)極的熱電動勢平均值，mV。根據(jù)方差公式，其靈敏度為：
3、標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評價(jià)
3.1 輸入量
的標(biāo)注不確定度
評定輸入量
的標(biāo)注不確定度
主要來源于一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的測量不確定度，根據(jù)檢定證書及有關(guān)技術(shù)資料，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在鋅、鋁、銅凝固點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： 
估計(jì)值的不可靠性為10%，自由度
。 3.2 輸入量
的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定輸入量
的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于標(biāo)準(zhǔn)測量重復(fù)性、電測設(shè)備、轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢、檢定爐溫場波動、檢定爐溫場不均勻性、熱電偶參考端溫度及人員操作等因素。3.2.1 熱電偶測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定熱電偶測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
采用A類方法評定，選1支二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在鋅、鋁、銅三點(diǎn)重復(fù)條件下重復(fù)檢定六次，根據(jù)規(guī)程計(jì)算鋅、鋁、銅三點(diǎn)的熱電動勢值。根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S單。平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S鋅=0.16μV、S鋁=0.385μV、S銅=0.328μV；標(biāo)準(zhǔn)不確定度
；
；
；自由度
。3.2.2 電測儀器在測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶電勢時(shí)引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)UJ51使用說明書及檢定證書，直流電位差計(jì)測量熱電動勢時(shí)產(chǎn)生的誤差為：
。服從正態(tài)分布，包含因子
在鋅、鋁、銅凝固點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：
估計(jì)值的不可靠性為零，自由度
。 3.2.3 測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶時(shí)檢定爐爐溫變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)規(guī)程規(guī)定，爐溫變化應(yīng)小于0.1℃/min，循環(huán)讀取4組數(shù)據(jù)，估計(jì)每支被檢熱電偶含0.2℃的變化影響，取半?yún)^(qū)間，反正弦分布。
估計(jì)值的不可靠性為10%，自由度
。3.2.4 掃描開關(guān)寄生電勢在測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，轉(zhuǎn)換開關(guān)的寄生電勢應(yīng)≤0.4μV，實(shí)際最大測量值為0.28μV，服從均勻分布。
估計(jì)值的不可靠性為10%，自由度
。3.2.5 測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶時(shí)參考端溫度偏離引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，插入冰點(diǎn)恒溫器中的所有熱電偶的參考端和銅導(dǎo)線的接點(diǎn)間的溫差應(yīng)不超過±0.05℃，服從均勻分布。
其不可靠性為10%，自由度
。3.2.6 測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶時(shí)檢定爐溫場均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，檢定爐溫場的溫度梯度應(yīng)≤0.4℃/cm，通過將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被檢熱電偶測量端的捆扎，可以使轉(zhuǎn)爐的熱電偶束工作端面保持在1cm的直徑范圍內(nèi)。取半?yún)^(qū)間為0.2℃/cm，服從均勻分布。
，約1.26μV。其不可靠程度為10%，自由度
。3.2.7 人員操作引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
檢定人員操作產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，反映在兩次分度被檢熱電偶檢定結(jié)果中，根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，對于二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，二次檢定結(jié)果差值不超過4μV，半?yún)^(qū)間為2μV，服從均勻分布。
估計(jì)值的不可靠性為20%，自由度
。3.3 輸入量
的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定3.3.1 電測設(shè)備在測量被檢熱電偶電勢時(shí)引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)UJ51使用說明書及檢定證書，直流電位差計(jì)測量熱電動勢時(shí)產(chǎn)生的誤差為：
。服從正態(tài)分布，包含因子
，鋅、鋁、銅凝固點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：
估計(jì)值的不可靠性為零，自由度
。3.3.2 測量被檢熱電偶時(shí)檢定爐爐溫變化引入的保準(zhǔn)不確定度
評定根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定，檢定時(shí)檢定爐溫度變化應(yīng)小于0.1℃/min，循環(huán)讀取4組數(shù)據(jù)，估計(jì)每支被檢熱電偶含0.2℃的變化影響，去半?yún)^(qū)間，反正弦分布。
估計(jì)值的不可靠性為20%，自由度
。3.3.3 掃描開關(guān)寄生電勢引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定轉(zhuǎn)換開關(guān)的寄生電勢應(yīng)≤0.4μV，實(shí)際最大測量值為0.28μV，服從均勻分布。
估計(jì)值的不可靠程度為25%，自由度
。3.3.4 參考端溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定插入冰點(diǎn)恒溫器中的所有熱電偶的參考端和銅導(dǎo)線的接點(diǎn)間溫差應(yīng)不超過±0.05℃，在0℃處溫度變化率為0.005mV；約0.25μV，服從均勻分布。
估計(jì)值的不可靠性為10%，自由度
。 3.3.5 測量被檢熱電偶時(shí)檢定爐溫場均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
評定檢定爐溫場的溫度梯度應(yīng)≤0.4℃/cm，通過將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被檢熱電偶測量端的捆扎，可以使裝爐的熱電偶束工作端面保持在1cm的直徑范圍內(nèi)。取半?yún)^(qū)間為0.2℃/cm，服從均勻分布。
估計(jì)值的不可靠程度為10%，自由度
。3.4 合成自由度計(jì)算
3.5 有效自由度計(jì)算
3.6 擴(kuò)展不確定度
取置信概率P=95%，有效自由度
，查t分布表
4、不確定度報(bào)告
通過以上技術(shù)評定和分析，一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量不確定度小于10μV，符合JJG 75-1995標(biāo)注鉑銠10-鉑熱電偶檢定規(guī)程要求。
