本文主要討論了恒溫油槽溫度波動(dòng)性校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定方法

1 概述

恒溫油槽是在溫度計(jì)量中常用到的一種輔助設(shè)備。其以油為導(dǎo)熱介質(zhì), 通過溫度控制系統(tǒng)以及攪拌或射流裝置的作用, 達(dá)到設(shè)定溫度, 并保持其內(nèi)部工作區(qū)域的溫度穩(wěn)定均勻。主要作用是為溫度計(jì)等計(jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)提供90~300℃的恒定溫場(chǎng)。本文主要討論恒溫油槽溫度波動(dòng)性校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定方法。

在恒溫油槽的波動(dòng)性校準(zhǔn)中選用的依據(jù)是JJF1030-2010《恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范》, 選用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器, 電測(cè)設(shè)備選用超級(jí)電阻測(cè)溫儀1590。依據(jù)規(guī)范, 波動(dòng)性的校準(zhǔn)方法是將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)插入恒溫槽工作區(qū)域1/2處, 等待示值穩(wěn)定后, 進(jìn)行校準(zhǔn)。每分鐘至少測(cè)量6次, 共持續(xù)10分鐘。將測(cè)量結(jié)果的最高值減去最低值的差值, 換算為溫度, 即為恒溫槽溫度變化的范圍。此次選取的校準(zhǔn)點(diǎn)分別是100℃、200℃、300℃。

2 測(cè)量模型

式中:x—恒溫槽的波動(dòng)性;

Δt—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量的最大值與最小值之差。

3 靈敏系數(shù)

4 傳播律公式

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的計(jì)算

測(cè)量不確定度來源主要由以下幾方面:

(1) 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度;

(2) 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)穩(wěn)定性引入的不確定度;

(3) 電測(cè)儀表分辨力引入的不確定度;

(4) 電測(cè)儀表短期穩(wěn)定性引入的不確定度。

5.1 測(cè)量重復(fù)性u(píng)1

測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u1用A類方法進(jìn)行評(píng)定。分別在100℃、200℃、300℃按照校準(zhǔn)方法在對(duì)同一位置的溫度波動(dòng)性性測(cè)試10次, 由測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度結(jié)果為0.5m K, 1.2m K, 1.9m K。

5.2 二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)穩(wěn)定性引入的不確定度u2

二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)穩(wěn)定性引入的不確定度u2用B類方法進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定, Rtp的檢定周期不穩(wěn)定為5.0m K, 取區(qū)間半寬為2.5m K, 按均勻分布處理,

5.3 電測(cè)儀表分辨力引入的不確定度u3

電測(cè)儀表分辨力引入的不確定度u3用B類方法進(jìn)行評(píng)定。數(shù)字多用表1590分辨力為0.1mΩ (使用Pt25鉑電阻相當(dāng)于1m K) , 讀數(shù)區(qū)間的半寬度為分辨力的一半, 即a=1/2=0.5m K按均勻分布處理, 則:

與重復(fù)性相比較, 電測(cè)儀表分辨力引入的不確定度很小, 所以只考慮重復(fù)性引入的不確定度分量。

5.4 電測(cè)儀表短期穩(wěn)定性引入的不確定度u4

電測(cè)儀表短期穩(wěn)定性引入的不確定度u4用B類方法進(jìn)行評(píng)定。數(shù)字多用表1590短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定性影響估計(jì)值為0.2mΩ (使用Pt25鉑電阻相當(dāng)于2m K) , 按均勻分布處理, 則:

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算公式如下

各校準(zhǔn)點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表1。