計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告溫濕度檢定裝置牛少欽2017年10月20日

目錄一、………()二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成………()三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備………………()四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)………………()五、環(huán)境條件……………………()六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖…………()七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)……………………()八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核……………………()九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定……()十、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證……………………()十一、結(jié)論……………………()十二、附加說明…………………()

一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企事業(yè)單位使用的溫濕度表起來起多，為了更好地服務(wù)于企事業(yè)單位，保證量值的順利傳遞，而建立此標(biāo)準(zhǔn)。二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成檢定裝置由精密露點(diǎn)儀及恒溫恒濕箱組成．檢定中把精密露點(diǎn)儀和被檢計(jì)量器具（如溫濕度表、溫度傳感器）一同放入恒溫恒濕驗(yàn)箱中，恒溫恒濕箱中提供可調(diào)的恒定的溫濕度氣源，標(biāo)準(zhǔn)值來自精密露點(diǎn)儀讀數(shù)。根據(jù)露點(diǎn)溫度的定義，在壓力不變的情況下，通過制冷使氣體中的水蒸汽在露點(diǎn)儀的鏡面上冷凝，當(dāng)達(dá)到熱力學(xué)相平衡狀態(tài)時(shí)，準(zhǔn)確測量此時(shí)鏡面的溫度，即為該氣體的露點(diǎn)溫度，露點(diǎn)儀另有兆一只鉑電阻溫度計(jì)測量環(huán)境溫度。

三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)檢定周期或復(fù)校間隔精密露點(diǎn)儀OPTIDEWVISION-10℃～40℃±0.15℃MICHELL125951中國計(jì)量科學(xué)研究院HXwh2008-70821年主要配套設(shè)備恒溫恒濕箱C4-340（10～98）%RH±2%RH偉思富奇環(huán)境試驗(yàn)儀器（太倉）有限公司54666002880010中國計(jì)量科學(xué)研究院HXwh2008-68231年（-40～180）℃±0.3℃四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)：精密露點(diǎn)儀測量范圍：-10℃～40℃最大允許誤差：±0.15℃恒溫恒濕箱作為配套設(shè)備測量范圍：（10～98）%RH，最大允許誤差：±0.2%RH（-40～180）℃，最大允許誤差：±0.3℃五、環(huán)境條件序號項(xiàng)目要求實(shí)際情況結(jié)論1溫度20℃±520℃符合要求2濕度＜75%RH40%RH符合要求3456

六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖名稱：分流式濕度標(biāo)準(zhǔn)裝置測量范圍：（10～98）%RH最大允許誤差：1%RH名稱：露點(diǎn)儀檢定裝置測量范圍：Td(Tf)=-70℃～80℃最大允許誤差：露點(diǎn)值0.1℃單位：中國計(jì)量科學(xué)研究院││直接比對││名稱：精密露點(diǎn)儀測量范圍：Td(Tf)=-10℃～40℃不確定度：ΔTd(δTf)≤0.15℃單位：北京市大興區(qū)計(jì)量檢測所││直接比對││名稱：機(jī)械式溫濕度計(jì)測量范圍：（30～95）%RH最大允許誤差為：±5%RH（40%RH～70%RH，20℃）±7%RH（40%RH以下或70%RH以上，20℃）測量范圍：（5～50）℃最大允許誤差為：±2℃名稱：電動通風(fēng)干濕表測量范圍：（10～99）%RH最大允許誤差為：相對濕度/%RH：≤5測量范圍：（0～50）℃最大允許誤差為：干球溫度/℃：±0.3濕球溫度/℃：±0.3干濕溫度計(jì)示值誤差之差的絕對值/℃：0.4名稱：濕度傳感器測量范圍：（10～95）%RH最大允許誤差為：（2～5）%RH測量范圍：（10～40）℃最大允許誤差為：±0.3℃七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)選擇一只穩(wěn)定的溫濕度表作為被檢，在符合檢定條件的情況下，使用恒溫恒濕箱在20℃的產(chǎn)生一穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)濕氣，用檢定裝置對其進(jìn)行了10次等精度測量，測量結(jié)果列表如下：序號標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀（%RH）被檢溫濕度表（%RH）160.160260.060360.059460.260560.160660.160760.059860.260960.1601060.059平均值60.0859.7s==0.483%RHs小于uc,所以測量重復(fù)性符合要求。八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核該標(biāo)準(zhǔn)裝置的穩(wěn)定性是選擇一個穩(wěn)定的溫度表，每隔１個月用標(biāo)準(zhǔn)觀測穩(wěn)定的溫濕度表60%RH點(diǎn)一次，通過測量反映裝置的穩(wěn)定性。具體數(shù)據(jù)如下：序號12341606060602606060613595961614595961615606060606606060607606060608606061609595961611059596160平均值59.659.660.560.4穩(wěn)定性考核說明：該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性值=Xmax-Xmin=0.9%RH因?yàn)樵撚?jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性值小于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度，故該計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性考核為合格。九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定溫度測量不確定度評定C．1數(shù)字模型被檢溫濕度表溫度示值誤差的計(jì)算公式：△td=tb－ts－△t1式中：T—被檢溫濕度表的溫度示值誤差，℃；Tb—被檢溫濕度表的溫度示值，℃；Ts—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的示值，℃；△T1—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的修正值，℃。C．2靈敏系數(shù)C1==1C2==－1C3==－1C．3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定C．3．1標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Tb)的評定a)被檢溫濕度表的溫度分度值為1℃，其示值分辨力為0.5℃，所引起的極限誤差為0.25℃，其分布為均勻分布，包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Tb1)==0.14(℃)。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其估算值的可靠性約為10%，則其自由度(△Tb1)==50。b)被檢溫濕度表示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Tb2)選一支溫濕度表作為被檢溫濕度表，放入恒溫恒濕箱內(nèi)，在符合校準(zhǔn)條件的情況下，調(diào)節(jié)恒溫恒濕箱產(chǎn)生一個溫度為20℃的環(huán)境，穩(wěn)定后讀取標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的溫度顯示值（此值為溫度的標(biāo)準(zhǔn)值）和被檢溫濕度表的溫度顯示值。測量結(jié)果如表C.1所示。表C.1序號標(biāo)稱值Ts/℃被檢表顯示值Tb/℃修正值△T/℃120.220.50.3220.220.50.3320.220.50.3420.120.50.4520.120.50.4620.120.50.4720.220.50.3820.220.50.3920.220.50.31020.220.50.3平均值20.1720.500.33試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S(Tb2=0.0)u(Tb2)=0.0℃。屬A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其自由度(Tb2)=10－1=9。u(Tb1)和u(Tb2)是互不相干的，所以u(Tb)==0.14(℃)自由度(Tb)==50C．3．2標(biāo)準(zhǔn)不確定度U(Ts)的評定a)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度V(Ts1)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的示值分辨力為0.1℃，所引入的極限誤差為0.05℃，其分布為均勻分布，包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ts1)==0.03（℃）。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。b)恒溫恒濕箱溫度波動引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(Ts2)恒溫恒濕箱溫度波動在讀數(shù)過程中其變化最大不超過0.2℃,其分布為反正正玄分布,包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ts2)==0.14（℃）。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其估算值的可靠性約20%，則其自由度(Ts2)==12。c)恒溫恒濕箱溫場不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ts3)因被檢溫濕度表置于標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的附近,恒溫恒濕箱溫度場的不均勻性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度很小,故u(Ts3)可忽略不計(jì).因?yàn)閡(Ts1)和u(Ts2)是互不相干的,所以u(Ts)==0.14(℃)自由度(Us)==12C.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△T1)的評定標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)修正值的引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△T1)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)在周期內(nèi)不做修正所引入的誤差為0.2℃，該誤差分布為均勻分布，包含因子k=，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△T1)==0.12（℃）。其估算值的可靠性約20%，則其自由度(Ts2)==12。C．4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C．4．1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表C.2iXiaikiu(Xi)ciui(y)i1Tb引入的誤差10.14℃501.1被檢溫濕度表的示值估讀Tb10.25℃0.14℃501.2被檢溫濕度表的示值重復(fù)性Tb20.0℃0.0℃92Ts引入的誤差0.14℃10.14℃122.1標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的估讀Ts10.05℃0.03℃2.2恒溫恒濕箱溫度波動Ts20.2℃0.14℃123△T1引入的誤差10.12℃123.1標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)修正值△T10.2℃0.12℃12注：i—誤差或不確定度來源的序號；Xi—第i個自變量或輸入估計(jì)值；ai—Xi的誤差分散區(qū)間半寬、極限誤差或擴(kuò)展不確定度；ki—覆蓋因子或置信因子；u（Xi）=ai/ki—輸入B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；若用統(tǒng)計(jì)方法獲得時(shí)，稱為A類類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；—靈敏系數(shù)；ui（y）=u（Xi）—輸入標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；i—自由度。C．4．2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算上述所分析的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量均為不相關(guān)量，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uc(△T)==0.23（℃）有效自由度eff==49C．5擴(kuò)展不確定度按置信水平p=0.95,有效自由度為49，查t分布表可得k=2.01。因此擴(kuò)展不確定度為：U=k×uc(△T)=2.01×0.23=0.46(℃)根據(jù)以上測量不確定度的評定，允許誤差為±2℃的機(jī)械指針式溫濕度表溫度示值誤差的擴(kuò)展不確定度為0.46℃，取0.5℃。注：為充分利用恒溫恒濕箱的容積，可在其有效容積內(nèi)置入更多的被檢溫濕度表，這樣就要考慮恒溫恒濕箱濕度場的不均勻性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Ts3），現(xiàn)將標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定補(bǔ)充如下：恒溫恒濕箱濕度場引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△T1)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。恒溫恒濕箱在（—10~40）℃時(shí)其濕度場的最大濕度差不超過0.6℃，其分布為均勻分布，包含因子k=，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△Ts3)==0.17（%RH）。其估算值的可靠性約為20%，則其自由度(Ts3)==12。因?yàn)閡(Ts1)、u(Ts2)和u(Ts3)是互不相干的,所以u(Ts)==0.22（℃）自由度（Ts）==23合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度其他的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量沒有變化。故uc(△T)==0.29(℃)有效自由度ejj==55擴(kuò)展不確定度按置信水平p=0.95,有效自由度為55，查t分布表可得k=2.01。因此擴(kuò)展不確定度為：U=k×uc(△T)=2.01×1.28=0.58(℃)根據(jù)以上測量不確定度的評定，允許誤差為±2℃的機(jī)械指針式溫濕度表溫度示值誤差的擴(kuò)展不確定度為0.58℃，取其數(shù)為0.6℃。濕度測量不確定度評定B．1數(shù)字模型被檢溫濕度表溫度示值誤差的計(jì)算公式：△U=Ub－Us－△U1式中：△U—被檢溫濕度表的濕度示值誤差，%RH；Ub—被檢溫濕度表的濕度示值，%RH；Us—標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的示值，%RH；△U1—標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的修正值，%RH。B．2靈敏系數(shù)C1==1C2==－1C3==－1B．3標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定B．3．1標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ub)的評定a)被檢溫濕度表的濕度分度值為2%RH，其示值分辨力為1%RH，所引起的極限誤差為0.5%RH，其分布為均勻分布，包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ub1)==0.29(%RH)。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其估算值的可靠性約為10%，則其自由度(Ub1)==50。b)被檢溫濕度表示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ub2)選一支溫濕度表作為被檢溫濕度表，放入恒溫恒濕箱（作為溫度箱，下同）內(nèi)，在符合校準(zhǔn)條件的情況下，調(diào)節(jié)恒溫恒濕箱產(chǎn)生一個溫度為20℃的環(huán)境，相對濕度為60%RH的環(huán)境，穩(wěn)定后讀取標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的溫度顯示值（此值為溫度的標(biāo)準(zhǔn)值）和被檢溫濕度表的濕度顯示值。測量結(jié)果如表B.1所示。表B.1序號標(biāo)稱值Us/%RH被檢表顯示值Ub/%RH修正值△U/%RH159.262-2.8259.262-2.8359.162-2.9459.062-3.0559.062-3.0659.162-2.9759.162-2.9859.262-2.8959.262-2.81059.262-2.8平均值59.1362-2.87試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s(Ub2)=0.00u(Ub2)=0.00%RH。屬A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其自由度(Ub2)=10－1=9。u(Ub1)和u(Ub2)是互不相干的，所以u(Ub)==0.29(%RH)自由度(Ub)==26B．3．2標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us)的評定a)標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us1)標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的示值分辨力為0.1%RH，所引入的極限誤差為0.05%RH，其分布為均勻分布，包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us1)==0.03（%RH）。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。b)恒溫恒濕箱濕度波動引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us2)恒溫恒濕箱濕度波動在讀數(shù)過程中其變化最大不超過0.5%RH,其分布為反正正玄分布,包含因子k=,所以其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us2)==0.35（%RH）。屬B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其估算值的可靠性約20%，則其自由度(Us2)==12。c)恒溫恒濕箱濕度場不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Us3)因被檢溫濕度表置于標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的附近,恒溫恒濕箱濕度場的不均勻性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度很小,故u(Us3)可忽略不計(jì).因?yàn)閡(Us1)和u(Us2)是互不相干的,所以u(Us)==0.35(%RH)自由度(Us)==12B.3.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△U1)的評定標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)修正值的引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△U1)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定。標(biāo)準(zhǔn)濕度表在周期內(nèi)不做修正所引入的誤差為2%RH，該誤差分布為均勻分布，包含因子k=，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(△U1)==1.15（%RH）。其估算值的可靠性約20%，則其自由度(△U1)==12。B．4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度B．4．1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表B.2iXiaikiu(Xi)ciui(y)i1Ub引入的誤差10.29%RH261.1被檢溫濕度表的示值估讀Ub10.5%RH0.29%RH501.2被檢溫濕度表的示值重復(fù)性Ub20.00%RH92Us引入的誤差0.35%RH10.35%RH122.1標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)的估讀Us10.05%RH0.03%RH2.2恒溫恒濕箱濕度波動Us20.5%RH0.35%RH123△U1引入的誤差11.15%RH123.1標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)修正值△U12.0%RH1.15%RH12注：i—誤差或不確定度來源的序號；Xi—第i個自變量或輸入估計(jì)值；ai—Xi的誤差分散區(qū)間半寬、極限誤差或擴(kuò)展不確定度；ki—覆蓋因子或置信因子；u（Xi）=ai/ki—輸入B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；若用統(tǒng)計(jì)方法獲得時(shí)，稱為A類類標(biāo)準(zhǔn)不確定度；—靈敏系數(shù)；ui（y）=u（Xi）—輸入標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；i—自由度。B．4．2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算上述所分析的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量均為不相關(guān)量，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uc(△U)==1.24（%RH）有效自由度eff==18B．5擴(kuò)展不確定度按置信水平p=0.95,有效自由度為18，查t分布表可得k=2.01。因此擴(kuò)展不確定度為：U=k×uc(△U)=2.01×1.24=2.49(%RH)根據(jù)以上測量不確定度的評定，允許誤差為±5%RH~±%RH的機(jī)械指針式溫濕度表溫度示值誤差的擴(kuò)展不確定度為2.49%RH，取其數(shù)為2.5%RH。注：為充分利用恒溫恒濕箱的容積，可在其有效容積內(nèi)置入更多的被檢溫濕度表，這樣就要考慮恒溫恒濕箱濕度場的不均勻性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Us3），并標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)要使用精密露點(diǎn)儀。