精密露点仪中不确定度分析检测方案(露点仪)

冷镜式精密露点仪的不确定度分析方法 1测量方式 根据《JJG 499-2004精密露点仪检定规程国家计量标准》(JJG499-2004）中的规定，选择出试验管路后，应对其进行清洗，去除管路表面的杂质，并放置到干燥箱中 3h，使其保持干燥。之后将其放置到湿度产生器内，并加入精密露点仪，通过不断地对湿度产生器进行调节，测量出露点仪的实际情况"。实验的过程中，温度控制在25℃左右，湿度控制在75%以下。检测时，以分流法湿度产生器为湿度标准器，以氮气作为实验载体，露点在-70℃以下。针对实验露点仪的检测范围，按照由低到高的顺序，以10℃为基准，建立出多个检测点，并分别对所有监测点进行测量。若实验过程中，35min内露点仪的变化情况在0.2℃以内时，说明测量结果较为稳定，测量的数值即为露点仪的校准值。然后利用上述得到的结果，建立出相应的模型对不确定度进行分析2。 模型的建立: 本研究当中，以SADP精密露点仪为研究对象，标准器测量值为59.05℃，实验仪器为-61.0℃，实验露点仪的示值误差E为: E=I-L(1)， 其中，Ⅰ表示露点仪的显示值，L表示标准值。 以上数据并无联系，针对测量不确定度传播率公式: 2不确定度分析 3.1由设备稳定性带来的不确定度 实验设备的稳定性在0.2℃左右，从标准不确定度的角度来说，符合均匀分布规律，从而计算出不确定度分量: 3.2由示值多次估算导致的不确定度 在相同的环境下，分别对实验露点仪进行6次测量，从而获得相应的结果，如表1所示。从该表中可以发现，平均不确定度为0.16℃，说明这一露点仪在-70~～+25℃测量时，多次估算导致的不确定性度分量为 U (I）=0.16℃ 表1相同环境下多次实验结果 3.3量化误差 实验露点仪的分辨力在 0.1℃左右，其半区宽度为0.05℃，从露点仪显示数值的角度来说，符合均匀分布规律，因而能够计算出相应的不确定度分量: 3.4上级湿度标准所给出的仪器不确定度 该情况下的不确定度，定量量值的限定范围为±0.3 ℃，从标准不确定度的角度来说，符合均匀分布规律，从而计算出不确定度分量为: 3.5合成标准不确定度 表2为上述四种不确定度分量结果，四个不确定度之间不存在联系，所以，可以利用上述不确定度量计算出合成标准不确定度，其公式为: 3.6 范围不确定度 除合成标准不确定度外，还要计算出露点仪的范围不确定度，其主要由两个方面构成，一是合成标准不确定度，二是包含因子k，公式为: U=k ×u。( 7)。 检测结果一般用Y=y±Y表示，其中，y为Y的最佳估算值，Y在[y-U，y+U]的范围内，范围不确定度U则为该范围内的半宽度。确定包含因子时，应针对U=ku。选择的，通常情况下，k选择2或3。若k为2时，则U=2uc，置信水平在96%左右。符合相关检测标准的要求。因此，以2为包含因子时，实验露点仪的范围不确定度为: U=ku=2×0.51℃=1.02℃。 所以，露点范围在-70~～+25℃时，该仪器最终的不确定度为1.02℃ (k=2)。 3.7不确定度报告 通过上述分析可以得出，该精密露点仪的温度测量范围在Y=-60.8±1.02℃区间内,检测的最佳值在E=-20.8℃左右。范围不确定度U=1.02℃ (k=2) 4总结 综上所述，对精密露点仪的不确定度进行检测时，合成标准不确定度为0.51℃,范围不确定度为1.02℃,误差在3℃以内，符合相关规定的要求，从而说明上述检验方式具有较高的可行性。 3.6 范围不确定度除合成标准不确定度外，还要计算出露点仪的范围不确定度，其主要由两个方面构成，一是合成标准不确定度，二是包含因子k，公式为:U=k ×u。( 7)。检测结果一般用Y=y±Y表示，其中，y为Y的估算值，Y在[y-U，y+U]的范围内，范围不确定度U则为该范围内的半宽度。确定包含因子时，应针对U=ku。选择的，通常情况下，k选择2或3。若k为2时，则U=2uc，置信水平在96%左右。符合相关检测标准的要求。因此，以2为包含因子时，实验露点仪的范围不确定度为:U=ku=2×0.51℃=1.02℃。所以，露点范围在-70~～+25℃时，该仪器最终的不确定度为1.02℃ (k=2)。3.7不确定度报告通过上述分析可以得出，该精密露点仪的温度测量范围在Y=-60.8±1.02℃区间内,检测的值在E=-20.8℃左右。范围不确定度U=1.02℃ (k=2)4总结综上所述，对精密露点仪的不确定度进行检测时，合成标准不确定度为0.51℃,范围不确定度为1.02℃,误差在3℃以内，符合相关规定的要求，从而说明上述检验方式具有较高的可行性。