隨著生產(chǎn)生活水平的提高,人們對空氣濕度測量精度的要求也越來越嚴格。目前,大多數(shù)人都是用氣體露點的溫度來表示它的濕度。測量儀器則是選擇露點儀,顧名思義,這種儀器需要在一定的周期內(nèi)進行檢測,只有它的精確程度有了保證,我們才能良好地使用它,沒有數(shù)據(jù)上的失誤才能確定測量出來的數(shù)據(jù)有價值,可以利用的上,才能物有所值。那么,對露點儀進行的校準工作以及對它不確定度的研究分析對測量氣體濕度來說都有很重要的價值。
露點儀是一種校準儀器,要在一定周期內(nèi)對它進行校準。主要講述露點校準儀的使用方法和工作原理,通過一系列對露點校準儀的組成分析,明確得出造成其不確定度的原因,并結(jié)合在實驗過程中得到的真實數(shù)據(jù)進行評判,得出不確定度的值,以及簡要概括了為解決這種不確定度所探究出的對策。
作為精密的露點儀器校準系統(tǒng),它的工作原理可以簡單描述為“兵分兩路”。一路做精確測量;另一路做對比測量,然后根據(jù)精確的數(shù)據(jù)對比從而進行對露點儀的校準工作。具體方式如下:在相同壓強的情況下,低霜點濕度發(fā)生器里產(chǎn)生的氣體會分成兩條途徑流出,這便是“兵分兩路”,diyi條途徑的氣體會劃過精密露點儀器的鏡面,與此同時,它自身的半導體設備開始制冷工作,使鏡面的溫度明顯下降,這些被測量的氣體通過下降這一環(huán)節(jié)都會由不飽和狀態(tài)慢慢實現(xiàn)飽和狀態(tài),從而有露水降落,或者是經(jīng)過冷水形成霜。
這時所測得的鏡面溫度也就是我們要測量的氣體的露點精確溫度;而另一部分氣體則通過另一途徑同時進入精密露點儀器和要校準的露點儀兩個部分,通過這兩組所記錄的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)對被檢測露點儀的校準工作。具體方法是研究它們數(shù)據(jù)之間的差值。

不確定度是一種參數(shù),它和測量結(jié)果之間有一定的聯(lián)系,它被賦予的分散性與被測量的數(shù)值有關(guān)系,這是根據(jù)《測量不確定度評定與表示》中得出的結(jié)論。而與不確定度容易混淆的是測量誤差,它所表達的是被測量值與測量結(jié)果的接近程度,而不確定度可以理解為對測量出來的數(shù)值的可疑程度。如果要明確地評定不確定度,那么不確定度和測量誤差的準確概念和區(qū)別是一定要明白的。
△T=T1-T2,其中,△T、T1、T2分別表示為被檢測露點儀Z終要修訂的值、被檢測露點儀顯示出來的值、精密露點儀即主標器測量出來的數(shù)據(jù)。
由公式可以得出:T1的靈敏系數(shù)為1,T2的靈敏系數(shù)為-1。
不確定度來源可以分為以下兩個方面。
重復引入被檢測露點儀的值引起的不確定度,可表示為Ua。
B類可分為以下4點。
①被檢測露點儀的分辨力引入的不確定度分力,用Ua1來表示。
②diyi路氣體進入的精密露點儀的分辨力不足引入的Ub2。
③第二路氣體進入的精密露點儀中由于上一層的影響而引入的不確定度Ub3。
④客觀條件,即大氣壓強的波動造成的不確定度Ub4。
由檢驗證書上所提供的數(shù)據(jù)可計算出Ua=0.040 3℃,服從均勻分布的Ua1=0.002 9℃,Ub2=0.002 9℃,Ub3=0.047 4℃,Ub4=0.011 5℃。
被檢測露點儀的標準:u1=0.040 1℃。
精密露點儀的標準:u2=0.047 4℃。
規(guī)定置信水平為95.45%,通過查t分布表可得出,在有效自由度v為無窮時,有效因子k的取值為2.00.那么擴展不確定度U=0.063 1×2=1.262℃。
除了上述分析的A類評定和B類評定,實際測量中還存在著很多的分量很難得以確定,所以我們要在擴展時,去一個合適的數(shù)據(jù)作為擴展因子。在本次數(shù)據(jù)測量計算中,得到了試驗中所要檢測的露點儀總不確定度為0.097 8℃。

通過以上大量的數(shù)據(jù)探究和概念理論分析可知,露點儀校準系統(tǒng)的不確定度由各方面的原因所導致,有人為因素的重復引入數(shù)據(jù),以及試驗設備本身的標準,還有不受人力控制的大氣壓力波動,除此之外還有很多因素增大影響著不確定度的數(shù)值。應對分析結(jié)果進行改進,首先要確保在一個大氣壓力相對穩(wěn)定的條件下開始對露點儀校準系統(tǒng)的校準;其次是在實驗員自身方面,必須要對被檢測設備進行準確的挑選,使露點儀設備自身產(chǎn)生的差值影響降到Zdi;Z后,要在檢測過程中對數(shù)據(jù)的記錄時,看清數(shù)據(jù),多紀錄幾組實驗數(shù)據(jù)。如果幾個數(shù)之間出現(xiàn)較大的差值時,在情況允許的范圍內(nèi)重復檢測,以免出現(xiàn)不必要的錯誤。
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