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目前,对实验室的环境条件要求越来越高,温湿度计的使用越来越广泛,温湿度计的检定与校准工作得到更多的关注,对其不确定度的分析更显重要。本文在环境条件为(15~25)℃,温度波动应不超过±3℃/6h、相对湿度不大于75%RH时,依据JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》对指针式温湿度计中的湿度示值修正值的不确定度来源及其各分量进行评定。
1 概述
温湿度计湿度示值的校准采用比较法。温湿度检定箱作为湿度源提供一个稳定均匀的湿度场,精密露点仪作为湿度标准器测量并显示湿度场湿度。将精密露点仪和被检温湿度计同时置于温湿度检定箱箱内,温湿度检定箱在20℃条件下分别提供湿度为60%RH的环境,达到平衡并且稳定后,记录精密露点仪相对湿度标准值[H标]和被检仪器的示值[H被],二者之差即为被校准温湿度计的示值修正值ΔH。
2 建立数学模型
温湿度计修正值与其相关示值之间的数学模型关系如下:
[ΔH][=H标-H被]
式中:[ΔH]—被检仪表的修正值;
[H标]——精密露点仪相对湿度标准值;
[H被]——被检湿度表相对湿度值。
3 输入量的标准不确定度的评定
3.1 被检仪器的测量重复性引入的标准不确定度u1
属于A类不确定度,用本标准对温湿度计(湿度60%RH)进行10次测量,测量结果如下:
[H标](%RH):60.0、59.9、59.9、60.0、59.9、60.1、60.2、60.2、60.1、60.1
[H被](%RH):62.5、62.0、62.0、62.5、62.0、63.0、62.5、62.5、63.0、63.0
[ΔH](%RH):-2.5、+2.1、-2.1、-2.5、-2.1、-2.9、-2.3、-2.3、-2.9、-2.9
[ΔH=-2.46%]RH
[s=ΔHi-ΔH2n-1 =0.337%]RH
则[u1=0.337/10 =0.107%]RH
3.2 被检仪器的读数误差引入的标准不确定度[u2]
被选择的温湿度计分辨力为[1%]RH,为均匀分布,[k]取[3],则[u2 =1/23=0.288%]RH
3.3 精密露点仪示值误差的标准不确定度[u3]
由上级计量行政部门提供的精密露点仪的检定证书可知,其露点温度修正值为0.1℃,通过查表知,在60%RH附近对应的湿度约为0.408%RH,k=2,属于B类不确定度,为均匀分布,则[u3=0.408/3=0.235%]RH。
3.4 精密露点仪示值分辨力的标准不确定度[u4]
精密露点仪示值分辨力为0.1%RH,
则[u4=0.29×0.1=0.029%]RH。
3.5 温湿度检定箱湿度不均匀度引入的标准不确定度[u5]
由温湿度检定箱校准证书可知,温湿度检定箱湿度均匀度为±0.6%RH,估计为均匀分布,[k]取[3],则:
[u5 =0.6/3=0.346%]RH。
3.6 温湿度检定箱湿度波动度引入的标准不确定度[u6]
由温湿度检定箱校准证书可知,温湿度检定箱湿度波动度为±0.5%RH,估计为均匀分布,[k]取[3],则:
[u6 =0.5/ 3= 0.288%]RH。
4 合成标准不确定度的计算
输入量[H标]和[H被]彼此独立不相关,所以根据数学模型和不确定度传播律,合成标准不确定度为[uc],因此:
[uc=][u12+u22+u32+u42+u52+u62]
=[0.1072+0.2882+0.2352+0.0292+0.3462+0.2882]
=0.59%RH
5 扩展不确定度的评定
[U=2×0.59=1.2%]RH,[k]=2。
6 测量结果不确定度的报告与表示
机械式温湿度计校准结果的扩展不确定度为:[U=1.2%]RH,[k]=2。
1 概述
温湿度计湿度示值的校准采用比较法。温湿度检定箱作为湿度源提供一个稳定均匀的湿度场,精密露点仪作为湿度标准器测量并显示湿度场湿度。将精密露点仪和被检温湿度计同时置于温湿度检定箱箱内,温湿度检定箱在20℃条件下分别提供湿度为60%RH的环境,达到平衡并且稳定后,记录精密露点仪相对湿度标准值[H标]和被检仪器的示值[H被],二者之差即为被校准温湿度计的示值修正值ΔH。
2 建立数学模型
温湿度计修正值与其相关示值之间的数学模型关系如下:
[ΔH][=H标-H被]
式中:[ΔH]—被检仪表的修正值;
[H标]——精密露点仪相对湿度标准值;
[H被]——被检湿度表相对湿度值。
3 输入量的标准不确定度的评定
3.1 被检仪器的测量重复性引入的标准不确定度u1
属于A类不确定度,用本标准对温湿度计(湿度60%RH)进行10次测量,测量结果如下:
[H标](%RH):60.0、59.9、59.9、60.0、59.9、60.1、60.2、60.2、60.1、60.1
[H被](%RH):62.5、62.0、62.0、62.5、62.0、63.0、62.5、62.5、63.0、63.0
[ΔH](%RH):-2.5、+2.1、-2.1、-2.5、-2.1、-2.9、-2.3、-2.3、-2.9、-2.9
[ΔH=-2.46%]RH
[s=ΔHi-ΔH2n-1 =0.337%]RH
则[u1=0.337/10 =0.107%]RH
3.2 被检仪器的读数误差引入的标准不确定度[u2]
被选择的温湿度计分辨力为[1%]RH,为均匀分布,[k]取[3],则[u2 =1/23=0.288%]RH
3.3 精密露点仪示值误差的标准不确定度[u3]
由上级计量行政部门提供的精密露点仪的检定证书可知,其露点温度修正值为0.1℃,通过查表知,在60%RH附近对应的湿度约为0.408%RH,k=2,属于B类不确定度,为均匀分布,则[u3=0.408/3=0.235%]RH。
3.4 精密露点仪示值分辨力的标准不确定度[u4]
精密露点仪示值分辨力为0.1%RH,
则[u4=0.29×0.1=0.029%]RH。
3.5 温湿度检定箱湿度不均匀度引入的标准不确定度[u5]
由温湿度检定箱校准证书可知,温湿度检定箱湿度均匀度为±0.6%RH,估计为均匀分布,[k]取[3],则:
[u5 =0.6/3=0.346%]RH。
3.6 温湿度检定箱湿度波动度引入的标准不确定度[u6]
由温湿度检定箱校准证书可知,温湿度检定箱湿度波动度为±0.5%RH,估计为均匀分布,[k]取[3],则:
[u6 =0.5/ 3= 0.288%]RH。
4 合成标准不确定度的计算
输入量[H标]和[H被]彼此独立不相关,所以根据数学模型和不确定度传播律,合成标准不确定度为[uc],因此:
[uc=][u12+u22+u32+u42+u52+u62]
=[0.1072+0.2882+0.2352+0.0292+0.3462+0.2882]
=0.59%RH
5 扩展不确定度的评定
[U=2×0.59=1.2%]RH,[k]=2。
6 测量结果不确定度的报告与表示
机械式温湿度计校准结果的扩展不确定度为:[U=1.2%]RH,[k]=2。