Dokumentation Budget

Messung der Lufttemperatur (1)
Korrektur für Strahlungsaustausch und Komponenten der Messunsicherheit
Spezifizierung der Messgröße
Lufttemperatur T L in einem Raum
- Messung durch Aufstellen des Messgerätes etwa in der Mitte des Raumes
- Berücksichtigung des Strahlungsaustausches des Temperatursensors
mit den umgebenden Flächen
Annahme:
Die Messung an einem Ort im Raum ist ausreichend repräsentativ für die gesamte Luft
Modell Gleichung
T = T + ΔT
L
S
ΔT
= ε
σ
α
4
((T
+ 273°
C) − (T + 273°
C) 4
)
S
Liste der Größen
W
Größe Einheit Definition
T L °C Temperatur der Luft im Raum
T S °C Temperatur des Sensors
(in Gleichung umgerechnet in K)
ε - Emissionsfaktor des Temperatursensors
σ W/m 2 K Strahlungskonstante
α W/m 2 K Wärmeaustauschkoeffizient Sensor/Luft
T W °C Oberflächentemperatur der umgebenden Wände
(in Geichung umgerechnet in K)
Werte der Einflussgrößen
T S :
Typ B Normalverteilung
Wert: 21,4°C
Erweiterte Messunsicherheit: 0,2°C
Erweiterungsfaktor: 2
Es handelt sich um ein einfaches Temperaturmessgerät mit Pt100 Sensor: Genauigkeitsangabe
des Herstellers: +/– 0,2°C, dieser Wert wird als 95% Vertrauensbereich interpretiert.
ε: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 0,25
Halbbreite der Grenzen: 0,15
Der Sensor ist in einem Stahlmantel eingebettet. Die Oberfläche ist blank, aber ohne Glanz
(Quelle: www.transmetra.ch/images/stories/pdf/publikationen/emissionsgrade.pdf). Die
Unsicherheit für diesen Wert ist groß, daher werden Grenzen von +/-40% angenommen.

σ: Konstante
Wert: 5,67·10-8 W/m 2 K
Naturkonstante (mit sehr geringer Unsicherheit)
α: Typ B Rechteckverteilung
Wert: 15 W/m 2 K
Halbbreite der Grenzen: 10 W/m 2 K
Es wird eine leichte, erzwungene Luftströmung angenommen, die durch Lüfter im Laborraum
hervorgerufen wird. Durch die sehr unterschiedlichen Bedingungen ist der Bereich für diesen
Wert sehr hoch (+/- 67%).
T W : Typ B Rechteckverteilung
Wert: 17,5°C
Halbbreite der Grenzen: 2°C
Die Temperaturen der umgebenden Oberflächen wurde an verschiedenen Stellen mit einem
einfachen IR-Strahlungspyrometer gemessen (Emissionsfaktor 0,95). Da die
Temperaturverteilung über den gesamten Oberflächen nicht bekannt ist, wird nicht der
Mittelwert benutzt, sondern es wird eine Recheckverteilung zwischen den Maximalwerten
angenommen. Die maximalen Werte betrugen 15,6°C und 19,5°C. Die Unsicherheit des
eingestellten Emissionsfaktors wird als deutlich kleiner angenommen.
Messunsicherheits-Budget
für die Messgröße T L (Temperatur der Luft im Raum)
Verteilung
Größe Wert Standardmessunsicherheit
Sensitivitätskoeffizient
Unsicherheitsbeitrag
Anteil
an MU
T S 21,400°C 0,100°C Normal 1,1 0,11°C 17,8 %
ε 0,2500 0,0866 Rechteck 1,5 0,13°C 24,2 %
α 15,00 W/m 2 K 5,77 W/m 2 K Rechteck 0,029 0,17°C 41,1 %
T W 17,50°C 1,15°C Rechteck 0,093 0,11°C 17,0 %
T L 21,769°C 0,260°C
Ergebnis (Messwert und erweiterte Messunsicherheit)
T L = 21,77°C ± 0,52°C
(Erweiterungsfaktor 2, Überdeckungswahrscheinlichkeit ca. 95%)