热防护性能试验仪测量结果不确定度评定示例.docx

附录 D
热防护性能试验仪测量不确定度评定（示例）
热通量测量不确定度的评定
概述
2 2
用测量范围为（ 0～ 100） kW/m ，分辨力为 kW/m，最大允许误差为± %
的绝对辐射计在热源下测量热防护仪热通量示值误差。校准的实验操作：选取
kW/m 2 和 83 kW/m 2 两个校准点，将绝对辐射计传感器放置在距离热源工作
距离位置上， 调整绝对辐射计传感器接受面， 使热源光束垂直入射到接受面。 待
绝对辐射计示值稳定后开始读数，读取绝对辐射计示值 Fs 。将热防护仪热通量
传感器替换绝对辐射计传感器， 调整热防护仪热通量传感器接受面与绝对辐射计传感器接受面处于同一平面， 并使光束垂直入射到接受面， 待热通量示值稳定后，读取热防护仪热通量示值 F ，热通量示值读数 F 与绝对辐射计示值读数 Fs 之差
为热防护仪热通量示值误差。 每个校准点重复测量
3 次，计算每个校准点热通量
示值误差算术平均值。
测量模型
F F Fs
（ ）
式中： F
— 热通量示值误差，单位： kW / m2
F
— 热防护仪热通量示值，单位：
kW / m2
Fs — 绝对辐射计示值，单位： kW / m2
由于绝对辐射计与热防护仪彼此独立， 互不相关，因此，热防护仪热通量示
值误差标准不确定度可由式（ ）计算：
uc2 ( F )
c
2 ( F )u2 (F ) c2 (Fs )u 2 ( Fs )
（ ）
灵敏系数： c( F )
1,
c( Fs)1
输入量 F 标准不确定度评定
输入量 F 标准不确定度来源分析
输入量 F 的标准不确定度 u( F) 来源主要是热防护仪热通量测量重复性引起
的标准不确定度分项 u1(F ) 和热通量分辨力引起的标准不确定度 u2 ( F) 。
输入量 F 各分项标准不确定度评定
1）测量重复性引起的标准不确定度分项 u1 (F ) 评定
可采用连续重复多次测量直接求出标准不确定度， 即采用 A 类方法进行评定。热防护仪在重复性条件下在热通量 kW / m2 时连续重复测量 10 次，得
到一测量列（单位： kW / m2 ）： ， ， ， ， ， ， ，
， ， 。
单次测量结果的实验标准偏差
sp 为：
10
单次平均值F
Fi
/ m
（ ）
i 1
2
10
10
( Fi
F )
2
（
单次标准差为： sp
i 1
/ m
）
n
1
实际测量时，在重复性条件下测量
3 次 (m
3) ，以 3 次测量算术平均值为
测量结果，则可得到：

2
（ ）
u1 ( F )
/ m
3
热通量分辨力引起的标准不确定度 u2 (F ) 的评定
热通量分辨力为
kW / m2 ，以等概率分布在半宽为 a1

/ m2
2
的区间内，服从均匀分布，包含因子 k
3 ，热通量分辨力引入的标准不确定度
为：
u2 (F )
a1

/ m2
（ ）
k
3
输入量 F 标准不确定度计算
u( F ) u12 (F ) u22 ( F ) （ ）
2 2

= kW / m2
输入量 Fs 标准不确定度评定
输入量 Fs 标准不确定度来源分析
输入量 Fs 的标准不确定度 u(Fs ) 来源主要是绝对辐射计示值误差引起的标
准不确定度 u1( Fs ) 和绝对辐射计分辨力引起的标准不确定度 u2 (Fs ) 。
输入量 Fs 各分