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              恒溫槽的校準的準確性評定標準

              發布時間:2020-06-22 07:54 -QQ咨詢
              本文以實例對以二等標準水銀溫度計和二等標準鉑電阻為標準器校準標準恒溫槽的兩種方法進行了比較,并對不同的方法作了不確定度評定:以二等標準水銀溫度計為標準器在100℃時的擴展不確定度為o。08℃,以二等標準鉑電阻溫度計為標準器在100℃是的擴展不確定度為0,026。C。
               
                    1引 言
               
                    標準恒溫槽作為二等標準水銀溫度計、工作用玻璃液體溫度計、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、工作鉑銅熱電阻和繩式熱電偶等計量器具檢定工作中的主要配套設備,廣泛應用于法定計量技術機構的檢定,校準(以下簡稱檢,校)實驗室及科研單位、工廠和企業等,為確保其正常使用,保障檢,校數據的準確可靠,應定期進行校準。恒溫槽技術性能測試規范OJF 1030—1998)指出,恒溫槽的技術性能決定于它的溫度均勻度和溫度波動度(以下簡稱均勻度和波動度),下面將以實例說明均勻度和波動度的校準方法及不確定度的評定方法。
               
                    2、標準水銀溫度計作為標準器的校準方法及不確定度的評定
               
                    對玻璃液體溫度計、雙金屬溫度計、壓力式溫度計和繩式熱電偶等計量器具的檢定,它們對恒溫槽溫場精度的要求不高(均勻度為0。02℃加。20℃,波動度為0。02℃/10min。0。05℃/lOmin),在這種情況下,可以采用二等標準水銀溫度計作為標準器進行校準。
               
                    2。1校準方法
               
                    2。1。1溫度點的選擇及校準點位置的分布
               
                    恒溫槽技術性能測試規范(JJF 1030—1998)指出,恒溫槽的溫度測試點應選擇在恒溫槽工作溫度范圍的上限和下限兩個溫度點進行,根據需要也可抽測工作溫度范圍內的任意溫度點。
               
                    準點位置的分布應滿足要求溫場的最大范圍,具體的分布應根據不同恒溫槽工作區域的特點而定。
               
                    2。1。2以實例來說明具體的校準方法“
               
                    下面以檢定的常用溫度100℃為例進行說明。標準油槽:某實驗設備廠,型號覷格:604,編號:95022。標準器:標準水銀溫度計,制造者:某醫用儀表廠,型號£吼格:棒式,編號:3_451、1993—10,測量范圍:50℃一100T、100℃~150℃,準確度等級:二等。校準時環境條件。溫度:25。0℃。相對濕度:60%。角的方式插到測溫的兩點(如圖1中A、F兩點),溫度穩定后輪換讀取溫度計示值各4次,取平均值作為結果,再根據標準溫度計檢定證書給出的修正值即可算出測量點的實際溫度。然后按順時針旋轉900,用同樣的方法就可測量c、打兩點的溫度,以此類推,旋轉360。后就可測得該八個點的溫度,表1列出了測量結果。溫度均勻度可由該八點之間任意兩點之間的溫差求得。溫度波動度是指溫場內任意點的溫度隨時間的變化率(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度)所得結果請參看表l。由表I所得結果,我們可得出結論:該恒溫油槽滿足其技術要求,可正常使用。
               
                    2。2測量不確定度的評定
               
                    數學模型‘=c’十A
               
                    式中:卜—唼際溫度;f’——標準溫度計示值;A——標準溫度計在該點的修正值。
               
                    2。2。1標準不確定度的確定
               
                    (1)輸入量t’的標準不確定度¨(I,7)評定:二等標準水銀溫度計的示值估讀引人的標準不確定度u(f。’),二等標準水銀溫度計的示值應估讀到最小分度值的1/10,即0。01℃,所引起的誤差區問半寬為0。005℃。恒溫油槽溫度波動度引人的標準不確定度u(如’),用B類標準不確定度評定。恒溫槽溫度波動在讀數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,其標準不確定度為;。(玎):玉罌L:o。004℃、/2恒溫槽溫場不均勻性引入的標準不確定度Ⅱ(玎),用B類標準不確定度評定。恒溫槽在100。c其濕場的最大溫差不超過0。04℃,其分布均勻分布,^=、/3,其標準不確定度為:。(一)_上唑!旦=o,012℃V3示值重復性引入的標準不確定度i/,(一),用A類標準不確定度評定。在100。C溫度點分別用兩支標準溫度計進行連續IO次測量,得到兩組數據,然后分別對每組計算實驗標準差S,如表2所示。
               
                    因為u(“’))、u(∥)、u(t3’)和Ⅱ(∥)是互不相關的。所以:u(,):、/雙了耳積了再雙了再i2r石丁=0。0146C(2)輸入量A的標準不確定度n0)的評定:二等標準水銀溫度計修正值引入的標準不確定度,用占類標準不確定度評定。從二等標準水銀溫度計檢定規程中可知在100。C時的示值檢定結果的擴展不確定度為0。03qc,置信概率為99%,包含因子k=2。68,其標準不確定度u(a-)=O。03/2。68=0。012℃。二等標準水銀溫度計在使用中不作零點修正所引入的標準不確定度分量,用B類標準不確定度評定。二等標準水銀溫度計在周期內不作零位修正所引人的最大誤差為0。06℃,屬均勻分布,k=v3其標準不確定度分量為u“2)=0。06/、/3--0。035℃。因為u(A。)和u似:)是互不相關的,所以輸入量A的標準不確定度:u(a)=V`—u2(A*) —u2(A2)=0。037℃合成標準不確定度計算以上所分析的各項標準不確定度分量時互不相關的,所以其合成標準不確定度為:%(£)=、/雙訂五5而=廁Tr---o。04qC擴展標準不確定度取包含因子k=2。則:U-。島xu,(t)=2xO。04=O。08℃
               
                    3、二等標準鉑電阻作為標準器的校準方法及不確定度的評定
               
                    對于二等標準水銀溫度計和工業鉑、銅熱電阻等計量器具的檢定,它們對恒溫槽溫場精度的要求較高(均勻度為0。01`E--O。03qC。波動度為0。02`V。,/10rain)。在這種情況下,可以采用二等標準鉑電阻(兩支)作為標準器進行校準,同時還需要配套設備0。02級的測溫電橋和轉換開關。
               
                    3。1校準方法
               
                    1)溫度點的選擇以及校準點位置的分布:溫度點的選擇和校準點位置的分布與第一部分以標準溫度計作為標準器的方法相同,在這里就不重復說明了。
               
                    2)下面以一實倒來說明具體的校準方法:青島市計量測試所的標準油槽是二等標準水銀溫度計和工業鉑、銅熱電阻檢定的主要配套設備。
               
                    標準器:二等標準鉑電阻溫度計,型號,規格:SPK。--450,編號:950 030、950 031,測量范圍:O~419。527 t。校準時環境條件,溫度:25ro℃,相對濕度:60%。校準時,先將恒溫槽溫度升到100℃,待穩定后將兩支鉑電阻溫度計盡可能靠近地放人恒溫油槽溫場內。輪換讀取兩支鉑電阻溫度計的示值各四次。取平均值后相減,可得出兩支鉑電阻溫度計的系統差值血’。將兩支鉑電阻溫度計以互成180。角的方式插到測溫的兩點(如圖1中A、B兩點),溫度穩定后輪換讀取溫度計示值各4次,取平均值后相減,再減去血’。即可求得兩點的溫差△抽,同樣方法可測其它各點的溫差,表2列出了測量結果。溫度均勻度的測量方法與第一部分相同。由表3所得結果,我們可得出結論:該恒溫油槽滿足其技術要求,可正常使用。
               
                    3。2測量不確定度的評定
               
                    3。2。1數學模型
               
                    式,△I=△R“d兄蝕)。10曠-山’式中:△卜一溫場中任意兩點溫差;AR一溫場中任意兩點電阻值之差;(aR/at)。。曠——鉑電阻溫度計在100℃時電阻隨溫度的變化率(n/oc);血’——兩支鉑電阻溫度計的系統差值。
               
                    3。2。2標準不確定度的確定
               
                    1)輸入量AR的標準不確定度u(AR)評定:二等鉑電阻溫度計的示值估讀引入的標準不確定度u(A月。),鉑電阻溫度計的示值估讀到0。001℃,所引起的誤差區間半寬為0。0005℃,_9lll:u(AR。)=0。0005。C。
               
                    恒溫油槽溫度波動度引入的標準不確定度“(A颶),恒溫槽溫度波動在讀數過程中其變化數值很小,可忽略不計。恒溫槽溫場不均勻性引入的標準不確定度u(AR。),用B類標準不確定度評定。恒溫槽在100。C其溫場的最大溫差不超過0。008 t,其分布均勻分布,^=、/丁,其標準不確定度為:u(△凰):(O。00—8/2一)--o。003"c、/3電測設備引入的標準不確定度分項u(AR,),(4)合成標準不確定度計算:以上所分析的各項標準不確定度分量時互不相關的。所以其合成標準不確定度為:‰(‘)=、/雙面西麗陬面可西:萬=o。013℃(5)擴展標準不確定度:取包含園子k=2,則:U=kxu。(t)=2xO。013--0。026℃
               
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