直流比较仪式测温电桥QJ58比值K误差Kcrel测量不确定度评定

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  【摘要】文章介绍了QJ58直流比较仪式测温电桥在测量电阻过程中,测量不确定度分量组成和不确定度评定。
  【关键词】绕组;分度值;磁势平衡
  直流比较仪式电桥在测量电阻、铂电阻等应用在各行各业,QJ58测温电桥是测量铂电阻时作为主要标准器使用,由于没有国家计量检定规程及国家校准规范,我们经过和设计师、生产厂等多方、多次实验,总结了以下测量不确定度评定方法,供参考。
  1.测量方法
  采用自校准方法,并利用标准电阻与标准电阻换位,Rs=Rx=10Ω,WS=WX=1000匝,K=1,I=1mA,测出磁势不平衡误差和电势不平衡误差,通过计算并合成可得直流比较仪式测温电桥自校准不确定度。
  2.数学模型
  K——电桥比值误差;
  Wx,Ws——主、付回路绕阻匝数;
  W1I——主回路第一盘示值对应绕阻匝;
  CAT,CV——安匝平衡指示表,检流计分度值;
  ,——磁势、电势不完全平衡偏转数(格);
  ,,+、-代表电流正、反向。
  IW——磁势(安匝)名义值。
  3.方差与灵敏度系数
  由于各输入量不相关,合成方差为:
  灵敏度系数:
  C1==1 C2==-1
  C3==1 C4==-1
  注:CAT和CV是常数项。
  4.标准不确定度分量
  4.1 主回路绕组误差
  半宽其允许极限误值
  =0.5C%(1+)
  =0.5×10-6+(1+1)
  =10×10-7
  概率分布为三角分布:
  u1=10×10-7/=4.08×10-7
  4.2 付回路绕组误差
  半宽其允许极限误值
  =0.2C%
  =0.2×10-6
  =2×10-7
  概率分布为平均分布:
  u2=2×10-7/=1.15×10-7
  4.3 磁势不平衡误差:
  CAT=1×10-6安匝/格,经校准读取:=0.5格
  取半宽:=1x10-6×0.5A安匝/ 2×1mA×1000匝=2.5×10-7
  概率分布取平均分布:
  u3=2.5×10-7/=1.44×10-7
  4.4 电势不平衡误差:
  cV=1×10-8V/格,经校准读取:=1格
  取半宽:
  ==1×10-8×1V/2×1mA×10Ω
  =5.0×10-7
  概率分布取平均分布:
  u4=5×10-7/=2.89×10-7
  5.合成标准不确定度
  计算式:
  uc2=(4.08×10-7)2+(1.15×10-7)2+(1.44 ×10-7)2+(2.89×10-7)2
  =28.39×10-14
  uc=5.3×10-7
  表1 标准不确定度一览表
  标准不确定度分量 标准不确定度来源 标准不确定度分量值
  主回路绕组误差 4.08×10-7
  付回路绕组误差 1.15×10-7
  仪器磁势不平衡误差 1.44×10-7
  仪器电势不平衡误差 2.89×10-7
  合成标准不确定度uc=5.3×10-7
  6.评定结果报告
  RS=Rx=10,WS=Wx=1000匝,K=1,I=1mA时
  直流比较仪式测温电桥比值K相对误差的扩展不确定度为:
  U≈16×10-7
  (p=99.73%,k=3)
  参考文献
  [1]JJF1059-2012测量不确定度评定与表示[S].
  作者简介:曲笛(1984—),女,吉林长春人,吉林省计量科学研院工程师。
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