NTC热敏电阻

如何确定NTC热敏电阻的不确定性

发布时间:2019-02-17    文章来源:敏创原创    点击次数:
确定不确定性水平是用于建立热敏电阻测试系统的过程的重要部分。国家标准与技术研究所(NIST)[12],其他国家标准实验室和国际标准化组织[13]已达成国际共识,采纳国际度量衡委员会(CIPM)建议的指导方针。提供统一的方法来表达测量中的不确定性。在这些指南中,诸如准确性,可重复性和再现性等术语的定义可能与某些设备制造商使用的定义不同。例如,在NIST指南中,准确度被定义为定性概念,不应定量使用。不确定性 [12]。一些设备制造商使用准确性而其他设备制造商在其规格中使用不确定性,因此在所有公司采用现行准则之前可能需要一些时间。
 
确定不确定性水平
建立热敏电阻测试系统的第一步是确定应用允许的不确定性水平。由于设备成本随着不确定性水平的降低而增加,因此不要过度指定设备。一般来说,测试系统的不确定性应该比待测设备的不确定性好4到10倍。4:1的比例适用于大多数应用; 对于更严格的要求,可能需要10:1的比例,这可能会导致更昂贵的系统[14,15]。例如,使用4:1比率时,应在系统上测试容差为±0.2ºC的热敏电阻,其总体不确定度为(±0.2ºC)/ 4或±0.05ºC。如果需要10:1的比例,则整个系统的不确定度需要为±0.02ºC。
 
为了计算整个测试系统的不确定性,使用统计方法组合各个组件的不确定性[12-15]。每个分量表示为估计的标准偏差或标准不确定度。NIST最常用的两种统计方法是组合标准不确定度和扩展不确定性 [12]。
 
组合标准不确定度(NIST建议符号u c)是通过使用通常的组合标准偏差的方法组合各个标准不确定性而获得的。这种方法被称为不确定性传播定律,通常称为平方根(平方和的平方根)。
 
扩展的不确定性,建议符号U,是通过将组合标准不确定性乘以覆盖因子,建议符号k,其通常具有2和3之间的值(即,U = ku c)而获得的。对于正态分布且k = 2或3,扩展的不确定性定义了具有95.45%或99.73%的置信水平的区间。所述NIST政策是对所有测量使用扩展不确定性方法,覆盖因子k = 2,而不是传统上应用组合不确定性方法的测量。
 
因此,一旦已知浴槽,温度标准和电阻测量仪器的不确定性,就可以确定系统的扩展不确定性。以下是用于计算具有这些设备规格的系统的U的过程的示例。
 
   浴均匀度=±0.01ºC 
   浴稳定性=±0.01ºC 
   温度标准的
   不确定度=±0.01ºC 电阻测量仪的不确定度=±0.01%或±0.003ºC
 
   U = 2 {(±0.01ºC)2 +(±0.01ºC)2 +(±0.01ºC)2 +(±0.003ºC)2 } 1/2 U =±0.035ºC
 
因此,如果应用允许使用4:1的不确定性比率,则上述系统可以测量热敏电阻,其需要估计的扩展不确定度规格,不超过或等于4(±0.035ºC)或±0.14ºC。如果应用要求热敏电阻测量能力具有更严格的扩展不确定性,则需要降低不确定性的设备。例如,如果系统的浴均匀度为±0.005ºC,浴稳定性为±0.005ºC,温度标准的标准不确定度为±0.005ºC,电阻测量仪的标准不确定度为±0.003ºC,则扩展的不确定度系统的温度为±0.018ºC。后一个例子中描述的系统能够测试需要估计的扩展不确定度为4(±0.018ºC)或±0.07ºC的热敏电阻。




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