本文以實(shí)例對(duì)以二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽的兩種方法進(jìn)行了比較，并對(duì)不同的方法作了不確定度評(píng)定：以二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器在100℃時(shí)的擴(kuò)展不確定度為o。08℃，以二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器在100℃是的擴(kuò)展不確定度為0，026。C。

      1引 言

      標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽作為二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)、工作用玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、工作鉑銅熱電阻和繩式熱電偶等計(jì)量器具檢定工作中的主要配套設(shè)備，廣泛應(yīng)用于法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的檢定，校準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱檢，校）實(shí)驗(yàn)室及科研單位、工廠和企業(yè)等，為確保其正常使用，保障檢，校數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，應(yīng)定期進(jìn)行校準(zhǔn)。恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范OJF 1030—1998）指出，恒溫槽的技術(shù)性能決定于它的溫度均勻度和溫度波動(dòng)度（以下簡(jiǎn)稱均勻度和波動(dòng)度），下面將以實(shí)例說明均勻度和波動(dòng)度的校準(zhǔn)方法及不確定度的評(píng)定方法。

      2、標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)方法及不確定度的評(píng)定

      對(duì)玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)和繩式熱電偶等計(jì)量器具的檢定，它們對(duì)恒溫槽溫場(chǎng)精度的要求不高（均勻度為0。02℃加。20℃，波動(dòng)度為0。02℃／10min。0。05℃／lOmin），在這種情況下，可以采用二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

      2。1校準(zhǔn)方法

      2。1。1溫度點(diǎn)的選擇及校準(zhǔn)點(diǎn)位置的分布

      恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范（JJF 1030—1998）指出，恒溫槽的溫度測(cè)試點(diǎn)應(yīng)選擇在恒溫槽工作溫度范圍的上限和下限兩個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行，根據(jù)需要也可抽測(cè)工作溫度范圍內(nèi)的任意溫度點(diǎn)。

      準(zhǔn)點(diǎn)位置的分布應(yīng)滿足要求溫場(chǎng)的最大范圍，具體的分布應(yīng)根據(jù)不同恒溫槽工作區(qū)域的特點(diǎn)而定。

      2。1。2以實(shí)例來說明具體的校準(zhǔn)方法“

      下面以檢定的常用溫度100℃為例進(jìn)行說明。標(biāo)準(zhǔn)油槽：某實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠，型號(hào)覷格：604，編號(hào)：95022。標(biāo)準(zhǔn)器：標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)，制造者：某醫(yī)用儀表廠，型號(hào)￡吼格：棒式，編號(hào)：3_451、1993—10，測(cè)量范圍：50℃一100T、100℃～150℃，準(zhǔn)確度等級(jí)：二等。校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境條件。溫度：25。0℃。相對(duì)濕度：60％。角的方式插到測(cè)溫的兩點(diǎn)（如圖1中A、F兩點(diǎn)），溫度穩(wěn)定后輪換讀取溫度計(jì)示值各4次，取平均值作為結(jié)果，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)檢定證書給出的修正值即可算出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度。然后按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)900，用同樣的方法就可測(cè)量c、打兩點(diǎn)的溫度，以此類推，旋轉(zhuǎn)360。后就可測(cè)得該八個(gè)點(diǎn)的溫度，表1列出了測(cè)量結(jié)果。溫度均勻度可由該八點(diǎn)之間任意兩點(diǎn)之間的溫差求得。溫度波動(dòng)度是指溫場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)的溫度隨時(shí)間的變化率（每2 min讀取一次，共讀取5次，最大與最小值之差的一半即為波動(dòng)度）所得結(jié)果請(qǐng)參看表l。由表I所得結(jié)果，我們可得出結(jié)論：該恒溫油槽滿足其技術(shù)要求，可正常使用。

      2。2測(cè)量不確定度的評(píng)定

      數(shù)學(xué)模型‘=c’十A

      式中：卜—唼際溫度；f’——標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值；A——標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)在該點(diǎn)的修正值。

      2。2。1標(biāo)準(zhǔn)不確定度的確定

      （1）輸入量t’的標(biāo)準(zhǔn)不確定度¨（I，7）評(píng)定：二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值估讀引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（f。’），二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值應(yīng)估讀到最小分度值的1／10，即0。01℃，所引起的誤差區(qū)問半寬為0。005℃。恒溫油槽溫度波動(dòng)度引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（如’），用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。恒溫槽溫度波動(dòng)在讀數(shù)過程中其變化最大不超過0。01℃，其分布為反正弦分布，包含因子^=、／f，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為；。（玎）：玉罌L：o。004℃、／2恒溫槽溫場(chǎng)不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度Ⅱ（玎），用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。恒溫槽在100。c其濕場(chǎng)的最大溫差不超過0。04℃，其分布均勻分布，^=、／3，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：。（一）_上唑！旦=o，012℃V3示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度i／，（一），用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。在100。C溫度點(diǎn)分別用兩支標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)進(jìn)行連續(xù)IO次測(cè)量，得到兩組數(shù)據(jù)，然后分別對(duì)每組計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差S，如表2所示。

      因?yàn)閡（“’））、u（∥）、u（t3’）和Ⅱ（∥）是互不相關(guān)的。所以：u（，）：、／雙了耳積了再雙了再i2r石丁=0。0146C（2）輸入量A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度n0）的評(píng)定：二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用占類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。從二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定規(guī)程中可知在100。C時(shí)的示值檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為0。03qc，置信概率為99％，包含因子k=2。68，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（a-）=O。03／2。68=0。012℃。二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在使用中不作零點(diǎn)修正所引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正所引人的最大誤差為0。06℃，屬均勻分布，k=v3其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為u“2）=0。06／、／3--0。035℃。因?yàn)閡（A。）和u似：）是互不相關(guān)的，所以輸入量A的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u（a）=V｀—u2（A*） —u2（A2）=0。037℃合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算以上所分析的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量時(shí)互不相關(guān)的，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：％（￡）=、／雙訂五5而=廁Tr---o。04qC擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度取包含因子k=2。則：U-。島xu，（t）=2xO。04=O。08℃

      3、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻作為標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)方法及不確定度的評(píng)定

      對(duì)于二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和工業(yè)鉑、銅熱電阻等計(jì)量器具的檢定，它們對(duì)恒溫槽溫場(chǎng)精度的要求較高（均勻度為0。01｀E--O。03qC。波動(dòng)度為0。02｀V。，／10rain）。在這種情況下，可以采用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻（兩支）作為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)還需要配套設(shè)備0。02級(jí)的測(cè)溫電橋和轉(zhuǎn)換開關(guān)。

      3。1校準(zhǔn)方法

      1）溫度點(diǎn)的選擇以及校準(zhǔn)點(diǎn)位置的分布：溫度點(diǎn)的選擇和校準(zhǔn)點(diǎn)位置的分布與第一部分以標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器的方法相同，在這里就不重復(fù)說明了。

      2）下面以一實(shí)倒來說明具體的校準(zhǔn)方法：青島市計(jì)量測(cè)試所的標(biāo)準(zhǔn)油槽是二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定的主要配套設(shè)備。

      標(biāo)準(zhǔn)器：二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，型號(hào)，規(guī)格：SPK。--450，編號(hào)：950 030、950 031，測(cè)量范圍：O～419。527 t。校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境條件，溫度：25ro℃，相對(duì)濕度：60％。校準(zhǔn)時(shí)，先將恒溫槽溫度升到100℃，待穩(wěn)定后將兩支鉑電阻溫度計(jì)盡可能靠近地放人恒溫油槽溫場(chǎng)內(nèi)。輪換讀取兩支鉑電阻溫度計(jì)的示值各四次。取平均值后相減，可得出兩支鉑電阻溫度計(jì)的系統(tǒng)差值血’。將兩支鉑電阻溫度計(jì)以互成180。角的方式插到測(cè)溫的兩點(diǎn)（如圖1中A、B兩點(diǎn)），溫度穩(wěn)定后輪換讀取溫度計(jì)示值各4次，取平均值后相減，再減去血’。即可求得兩點(diǎn)的溫差△抽，同樣方法可測(cè)其它各點(diǎn)的溫差，表2列出了測(cè)量結(jié)果。溫度均勻度的測(cè)量方法與第一部分相同。由表3所得結(jié)果，我們可得出結(jié)論：該恒溫油槽滿足其技術(shù)要求，可正常使用。

      3。2測(cè)量不確定度的評(píng)定

      3。2。1數(shù)學(xué)模型

      式，△I=△R“d兄蝕）。10曠-山’式中：△卜一溫場(chǎng)中任意兩點(diǎn)溫差；AR一溫場(chǎng)中任意兩點(diǎn)電阻值之差；（aR／at）。。曠——鉑電阻溫度計(jì)在100℃時(shí)電阻隨溫度的變化率（n／oc）；血’——兩支鉑電阻溫度計(jì)的系統(tǒng)差值。

      3。2。2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的確定

      1）輸入量AR的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（AR）評(píng)定：二等鉑電阻溫度計(jì)的示值估讀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（A月。），鉑電阻溫度計(jì)的示值估讀到0。001℃，所引起的誤差區(qū)間半寬為0。0005℃，_9lll：u（AR。）=0。0005。C。

      恒溫油槽溫度波動(dòng)度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度“（A颶），恒溫槽溫度波動(dòng)在讀數(shù)過程中其變化數(shù)值很小，可忽略不計(jì)。恒溫槽溫場(chǎng)不均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（AR。），用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。恒溫槽在100。C其溫場(chǎng)的最大溫差不超過0。008 t，其分布均勻分布，^=、／丁，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u（△凰）：（O。00—8／2一）--o。003＂c、／3電測(cè)設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u（AR，），（4）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算：以上所分析的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量時(shí)互不相關(guān)的。所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：‰（‘）=、／雙面西麗陬面可西：萬=o。013℃（5）擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度：取包含園子k=2，則：U=kxu。（t）=2xO。013--0。026℃

      4結(jié)束語