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一体化温度变送器不同方法校准的影响因素分析
点击次数:115 发布时间:2021-09-18
  一体化温度变送器不同方法校准的影响因素分析
  1.单好校准
  1.1铂电阻检定影响因素的不确定度分析
  凡由重复性误差引入分量的都采用A类评定方法进行评定,其他分量引入的都采用B类评定方法进行评定,按均匀分布考虑,包含因子槡k=3(以下全同)。1)输入量Δth引入的标准不确定度分量u(Δth)。输入量u(Δth)引入的标准不确定度分量主要来源于被检铂电阻重复性误差、恒温槽插孔之间的温差、电测设备和电测设备自热效应引入的误差。各分量为:被检铂电阻重复性误差约为0.003℃,恒温槽插孔之间的温差约为0.012℃,电测设备约为0.009℃,电测设备自热约为0.002℃。由于各分量彼此相互好立,因此u(Δth)引入的不确定度分量约为0.015℃。2)输入量u(Δt*h)引入的标准不确定度分量u(Δt*h)。输入量u(Δt*h)引入的标准不确定度分量主要来源于标准铂电阻复现性、标准铂电阻周期稳定性、自热效应和电测设备。各分量为:标准铂电阻复现性约为0.003℃,标准铂电阻周期稳定性约为0.006℃,恒温槽自热效应约为0℃(100℃时其处于较高温度,自热影响可以忽略不计),电测设备约为0.002℃。由于各分量彼此相互好立,因此u(Δt*h)引入的不确定度分量约为0.007℃。3)合成标准不确定度。输入量Δth和Δt*h相互之间彼此好立,可得合成标准不确定度约为0.017℃。从上述分量可看出铂电阻检定主要误差来源于恒温槽插孔之间的温差。
  1.2温度变送器校准影响因素的不确定度分析
  1)输入量Ad引入的标准不确定度分量u(Ad)。输入量u(Ad)引入的标准不确定度分量主要来源于被校变送器电流测量的重复性和温度校验仪的测量误差。各分量为:电流测量重复性约为0.0003mA,温度校验仪测量误差约为0.0025mA。
  由于各分量彼此相互好立,因此u(Ad)引入的不确定度分量约为0.0025mA。
  2)输入量ts引入的标准不确定度分量u(ts)。输入量引入的标准不确定度分量主要来源于温度校验仪输出误差和专用连接导线误差。各分量为:温度校验仪输出误差约为0.04℃,专用连接导线约为0.043℃。由于各分量彼此相互好立,因此u(ts)引入的不确定度分量约为0.06℃。
  3)合成标准不确定度。输入量Ad和ts相互之间彼此好立,可得合成标准不确定度约为0.0069mA。从上述各分量可看出变送器校准主要误差来源于连接导线。
  根据上述单好校准不确定度分析可知:铂电阻合成标准不确定度为0.017℃,温度变送器合成标准不确定度为0.0069mA约为0.065℃,用ΔAt=实表示单好校准的合成误差,则:ΔAt=实≈0.067℃。
  2整体校准
  1)输入量u(Ad)引入的标准不确定度分量主要来源于被校变送器电流测量的重复性和温度校验仪的测量误差。各分量为:电流测量重复性约为0.0003mA,温度校验仪测量误差约为0.0025mA。由于各分量彼此相互好立,因此u(Ad)引入的不确定度分量约为0.0025mA。2)输入量珋t引入的标准不确定度分量主要来源于恒温槽插孔之间的温差、标准铂电阻复现性、标准铂电阻周期稳定性、
  电测设备、电测设备自热、恒温槽自热效应和专用连接导线。各分量为:恒温槽插孔之间约为0.012℃,标准铂电阻复现性约为0.003℃,标准铂电阻周期稳定性约为0.006℃,电测设备约为0.002℃,恒温槽自热效应约为0℃,电测设备自热约为0.002℃,专用连接导线约为0℃(被检输出信号线直接连接至输入信号端钮上,故不存在连接导线误差)。由于各分量彼此相互好立,因此u(珋t)引入的不确定度分量约为0.024℃。3)输入量Ad和珋t相互之间彼此好立,可得合成标准不确定度分量约为0.0036mA。
  从上述分量可看出一体化变送器校准主要误差来源于恒温槽插孔之间的温差。根据上述整体校准不确定度分析可知:整体合成标准不确定度为0.0036mA,约为0.034℃,用ΔAt=实表示整体校准的合成误差,则:ΔAt=实=uc(ΔAt)≈0.034℃。
  根据对2种校准方式的不确定度分析,从校准结果可看出整体校准方式的结果略优于单好校准结果,但两者的校准结果均满足其准确度等级。
  1)通过对其校准结果影响因素进行不确定度分析和评定可看出其2种校准方式均可行。2)从时间成本、计算复杂程度、油槽温度限制(油槽非常高温度300℃)等方面考虑,可优先选择单好校准方式。3)如测量结果介于两相邻准确度等级之间,则应采取整体校准方法进行验证。4)通过实验验证比较,在校准过程中使用的连接导线应尽量使用同一根铜导线(不超过1m)截取成3、4进行连接,减小其带来的误差。