淺談?wù)婵崭稍锵涞男?zhǔn)方法及其溫度穩(wěn)定度的不確定度評定

韓偉海 李鳳巖 范斌 付艷娟 劉東濱

(1.吉林省質(zhì)量認(rèn)證中心,吉林長春 130000;2.遼源市計(jì)量檢定測試所,吉林遼源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林長春 130000)

淺談?wù)婵崭稍锵涞男?zhǔn)方法及其溫度穩(wěn)定度的不確定度評定

韓偉海1李鳳巖2范斌3付艷娟2劉東濱2

(1.吉林省質(zhì)量認(rèn)證中心,吉林長春 130000;2.遼源市計(jì)量檢定測試所,吉林遼源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林長春 130000)

真空干燥箱不同于一般的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備。為了保證設(shè)備的正常使用,一般參照現(xiàn)行的JJF1101-2003《環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》進(jìn)行定期校準(zhǔn)。而依據(jù)JB/T9505-1999的要求,真空干燥箱是不需要校準(zhǔn)溫度偏差、溫度均勻度的,只需校準(zhǔn)溫度波動度及溫度穩(wěn)定度。

真空干燥箱 校準(zhǔn) 溫度波動度 溫度穩(wěn)定度 不確定度

1 真空干燥箱溫度偏差的校準(zhǔn)

對于一般工況下的真空干燥箱，因?yàn)榭販貎x表的讀數(shù)與真空室里的溫度計(jì)讀數(shù)差異很大，所以真空干燥箱一般不校準(zhǔn)溫度偏差。真空干燥箱一般采用加熱真空室內(nèi)壁，再由內(nèi)壁輻射加熱的方式進(jìn)行熱傳導(dǎo)。控溫儀表的溫度傳感器一般可以布置在外壁。傳感器可以同時(shí)接受對流傳導(dǎo)和輻射熱。而真空室里的溫度值就肯定低于儀表的溫度讀數(shù)。所以真空干燥箱一般不對溫度偏差進(jìn)行校準(zhǔn)。

2 真空干燥箱溫度均勻度的校準(zhǔn)

對于一般工況下的真空干燥箱，不能把通常鼓風(fēng)干燥箱所規(guī)定的溫度均勻度定義與真空干燥箱相比較。真空干燥箱內(nèi)幾乎不可能依靠氣體分子運(yùn)動使箱內(nèi)溫度達(dá)到均勻。由于熱輻射的量和距離的平方成正比，所以真空干燥箱很難在結(jié)構(gòu)上做到使箱內(nèi)各點(diǎn)的輻射熱量均勻一致，所以真空干燥箱一般不對溫度均勻度進(jìn)行校準(zhǔn)。

3 真空干燥箱溫度波動度的校準(zhǔn)

真空干燥箱溫度波動度的校準(zhǔn)方法是在干燥箱工作溫度達(dá)到設(shè)定溫度2h后，每隔2min測1次中心點(diǎn)的溫度，測30min，共測16個(gè)溫度值。中心點(diǎn)最高溫度與最低溫度之差的一半，冠以“±”，為溫度波動度，該值≤1℃。

4 真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的校準(zhǔn)

對于一般工況下的真空干燥箱，溫度穩(wěn)定度是衡量其工作性能的重要技術(shù)參數(shù)。真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的校準(zhǔn)方法是，共考核12次，每間隔2h測試1次。依據(jù)JB/T9505-1999該指標(biāo)是在不改變真空箱試驗(yàn)溫度的情況下連續(xù)工作24h所測得的溫度值的數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)儀器可用熱電偶或標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。利用熱電偶校準(zhǔn)的方法是，在不影響箱體的真空度的情況下，將熱電偶剝成裸絲狀，穿過密封膠條，連接到巡測儀器上。這種測量方法的優(yōu)點(diǎn)是能自動檢測和記錄數(shù)據(jù)，不必每隔2h讀1次數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)在測試時(shí)是放置在箱內(nèi)中心幾何位置，從樣品視窗能每隔2h讀1次數(shù)，該種測試方法操作方便，但不能自動記錄數(shù)據(jù)。這兩種方法是任選的。比較測得的平均溫度與標(biāo)稱溫度之差，取其最大差值為溫度穩(wěn)定度。

5 真空干燥箱溫度穩(wěn)定度的不確定度分析

真空干燥箱溫度的校準(zhǔn)設(shè)備由溫度傳感器和數(shù)字溫度顯示儀表組成，該套設(shè)備具有溫度修正值。真空干燥箱穩(wěn)定度是指12個(gè)平均溫度與標(biāo)稱溫度之差的最大值，其評定方法分析如下。

5.1 數(shù)學(xué)模型

式中：Δ——溫度穩(wěn)定度，℃；

表1

5.2 方差與靈敏系數(shù)

5.3 真空干燥箱溫度穩(wěn)定度不確定度分析及計(jì)算

(1)對真空干燥箱進(jìn)行12次獨(dú)立重復(fù)測量，記為td1、td2、……、，平均值記為，設(shè)當(dāng)箱體溫度測試溫度為100℃時(shí)，其測量值如下所示：100.8、101.2、100.6、99.8、101.3、100.8、100.3、99.9、100.3、100.6、100.8、101.3。

(2)由t0引入的不確定度分量。對真空干燥箱的幾何中心點(diǎn)按求溫度波動度的方法進(jìn)行12次獨(dú)立重復(fù)測量，得到12個(gè)測量值如下：100.5、100.3、100.1、100.3、100.2、100.4、100.3、100.3、100.5、100.6、100.1、100.2。

(3)由Δt0引入的不確定度分量。從檢定證書可知，溫度測量裝置修正值Δt0的擴(kuò)展不確定度，以正態(tài)分布估計(jì)，

(4)不確定度分量一覽表1。

(5)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

(6)有效自由度。

(7)擴(kuò)展不確定度。

取置信水平p=0.95，查t分布表得擴(kuò)展因子 2.20 k95= ，從而得℃(保留一位小數(shù))。