真空干燥箱的應(yīng)用越來(lái)越廣泛, 如何做好真空干燥箱的校準(zhǔn)及量值傳遞工作是溫度專(zhuān)業(yè)計(jì)量工作人員應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。本文以具體測(cè)量點(diǎn)為實(shí)例, 詳細(xì)的分析了上海一恒科學(xué)儀器有限公司真空干燥箱溫度偏差及真空度偏差的測(cè)量結(jié)果不確定度, 為真空干燥箱的量值傳遞提供了一定依據(jù)。

真空干燥箱在實(shí)際計(jì)量檢測(cè)過(guò)程中涉及溫度和真空度的檢測(cè)。通過(guò)具體實(shí)例, 按溫度和壓力兩部分對(duì)真空干燥箱校準(zhǔn)的不確定度進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 真空干燥箱溫度偏差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

1.1 不確定度傳播率

測(cè)量真空干燥箱[1]溫度偏差所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為工業(yè)鉑熱電阻及配套數(shù)字儀表 (以六位半為例) 組成的裝置。

1.1.1 測(cè)量模型

溫度偏差的計(jì)算公式為

式中:Δtd為溫度偏差, ℃;td為被校真空干燥箱溫度示值, ℃;to為標(biāo)準(zhǔn)器溫度示值, ℃。

細(xì)化其測(cè)量不確定度分量, 將to細(xì)化分為to1, to2, to3, 則測(cè)量模型為

式中:Εx (t) 為溫度偏差, ℃;td為真空干燥箱儀表顯示溫度分辨力帶來(lái)的影響, ℃;to1為標(biāo)準(zhǔn)器分辨力帶來(lái)的的影響, ℃;to2為標(biāo)準(zhǔn)器修正值帶來(lái)的的影響, ℃;to3為標(biāo)準(zhǔn)器在中心點(diǎn)測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)的影響, ℃。

1.1.2 不確定度傳播率

測(cè)量模型中的各分量彼此獨(dú)立不相關(guān), 則

式中:靈敏度系數(shù)c1=1, c2=1, c3=1, c4=-1。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的來(lái)源及評(píng)定

1.2.1 真空干燥箱儀表顯示溫度分辨力帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (td)

被校真空干燥箱儀表顯示溫度的分辨力為1℃時(shí), 不確定度區(qū)間半寬為0.5℃, 按均勻分布, , 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)器分辨力帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (to1)

工業(yè)鉑熱電阻及其配套儀表 (以六位半為例) 的分辨力可精確到0.0001℃。但當(dāng)被校真空干燥箱分辨力不同時(shí), 可以按不同分辨力來(lái)進(jìn)行計(jì)算, 以真空干燥箱分辨率為1℃為例, 標(biāo)準(zhǔn)器可以按分辨力為0.1℃來(lái)計(jì)算。不確定度區(qū)間半寬為0.05℃, 按均勻分布, , 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)器修正值帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (to2)

工業(yè)鉑熱電阻及其配套儀表整體擴(kuò)展不確定度為0.09℃, 依照證書(shū), 按正態(tài)分布考慮, 取置信因子k=2, 則標(biāo)準(zhǔn)器修正值帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)器在中心點(diǎn)測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)的不確定度u (to3)

以被校真空干燥箱在150℃下校準(zhǔn)為例, 測(cè)量10次, 數(shù)據(jù)分別為149.9, 149.8, 149.7, 149.8, 149.7, 149.8, 149.9, 149.8, 149.8, 149.7℃。

單次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為

實(shí)際校準(zhǔn)過(guò)程測(cè)量15次, 則測(cè)量結(jié)果平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

為避免重復(fù)計(jì)算, 標(biāo)準(zhǔn)器的重復(fù)性, 分辨力及修正值帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度3項(xiàng), 只取最大值, 因此保留最大影響量u (to2) , 舍棄u (to1) 和u (to3) 。