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1、气象用红外地温传感器校准规范不确定度分析报告编写组2020年11月气象用红外地温传感器校准结果的不确定度评定报告一、评定依据本规范的测量不确定度评定依据是JJF1059. 1-2012测量不确定度评定与表示。以校 准点为20C,标准器为TRT4. 82型红外标准传递辐射计（编号为40070），被测传感器为SI-111 型红外地温传感器（编号6814）为例，进行不确定度评定分析。二、测量模型被校传感器的示值误差按照以下公式计算，因此建立数学模型如下：被T标+式中：函-一标准器的示值修正值，笆。，标一一标准器读数，C。坛一一被校传感器四次读数的平均值作为被校传感器的示值，C。三、测量不确定度来源分
2、析本次测量的不确定度来源主要分为标准器和配套设备，以及校准环境引入的不确定 分量。四、输入量的标准不确定度评定1.由被检表读数引入的不确定度分量被检表在校准过程中按照校准方法的要求，取十次的平均值作为本次测量结果，因此测 量结果重复性引入了不确定度，根据A类不确定度评定方法可知，被测量的重复性由实验标 准偏差表不。式中，y每次测量得到的测得值，C；反一一次测量的算数平均值，C；n测量次数，此时w=10o在校准点为20C时，测量结果如卜表所示：表1校准点为20C时，测量结果序号腔体温度目标温度TRT差值124. 65220. 11420. 540. 188224. 59020. 06820. 5
3、40. 186324.56720. 08920. 520. 166424.51420. 07320. 530. 173524. 49720. 06520. 540. 181624.44620. 07420. 540. 179724.42920. 06720. 530. 169824.37420. 10920. 520. 159924.35920. 02920. 540. 1801024.30720. 05820.510. 152平均值24. 47420. 07520. 5310. 173根据A类不确定度评定方法可知，由上表可知，目标温度即为传感器的读数，则由输入 量引入的不确定度分量为：心）=
4、僚）嗤=器=0.0078笆2.由标准器引入的不确定分量由于本次不确定度评定采用的标准器是TRT4. 82型红外标准传递辐射计和黑体辐射源, 由辐射温度计检定证书可知，其最大允许误差为0.02C,根据B类不确定评定方法可知,假定其概率分布服从均匀分布，则由标准器引入的标准不确定分量为：w(xz)=。常二0. 0115 C黑体辐射源的发射率是影响黑体温度均匀性的个重要指标，因此需要考虑由黑体发射 率引入的不确定度分量，根据B类不确定评定方法可知，假定其概率分布为三角分布，则由 黑体辐射源的发射率引入的标准不确定度分量为：心）= 2.04x10-33.由配套设备引入的不确定度分量本次校准过程中，配套
5、设备主要为红外黑体恒温槽，由其控温稳定性：0.015 C/15min 可知，根据B类不确定评定方法可知，根据生产厂商的技术资料，根据B类不确定评定方法可 知，其概率分布为正态分布，查表可得，4 = 2.58,则由红外黑体恒温槽引入的标准不确 定度分量为：w（x） = = 5.81xl0 32.584.由校准环境引入的不确定度分量由于红外地温传感器受校准的实验室环境影响较为严重，因此需考虑由校准环境引入的 不确定度的影响，被校传感器放置于校准环境内，通常不少于4h。初始温度与校准环境有较大的差异的，应适当延长放置时间，通常需与环境温度差距不能大于15C。在达到校准点后 传感器腔体温度与环境温度不
6、应大于0.5C。根据B类不确定评定方法可知，假定其概率分布 为均匀分布，则由校准环境引入的标准不确定度分量为：心）=0.53= 0.289五、合成标准不确定度由分析本次校准的不确定来源可知，各个标准不确定分后之间互不影响，标准不确定度 一览表如下所示：表2标准不确定度一览表标准不确定度来源概率分布心）重复测量引入的标准不确定度正态0. 0078TRT4.82型红外标准传递辐射计引入标准不确定度均匀0.0115黑体辐射源标准器引入标准不确定度三角2. 04X10红外黑体恒温槽引入的标准不确定度正态5. 81X103校准环境引入的标准不确定度均匀0. 289各不确定度分量之间互不影响，因此合成标准不确定度为:则将各标准不确定度分量代入计算得到：Uc = /2（.） + 疽（工2）+ 2（沔）+ 以2（工4）+ 以2（工5）=0.2894六、扩展不确定度测量结果接近正态分布，则本次测量的扩展不确定度.U .=4 uc = 2 x 0.2894 = 0.579 k = 2
