工業(yè)鉑熱電阻檢定方法研究綜述

韓志鑫　馮錦　趙茜

摘要：工業(yè)熱電阻檢定規(guī)程雖已經(jīng)歷過幾次版本修訂，但業(yè)內(nèi)就其檢定方法、設(shè)備配置問題還有頗多爭論。近年來有一批新的研究文獻(xiàn)采用不確定度評估、誤差分析計算、實驗室試驗驗證、檢定的測量模型的數(shù)理分析及使用標(biāo)準(zhǔn)器的數(shù)學(xué)模型分析等方法，對現(xiàn)行規(guī)程的檢定方法、設(shè)備配置與檢定結(jié)果的不確定度大小關(guān)系的合理性進(jìn)行了系統(tǒng)地分析論證。該文列舉比較現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定要求及理論依據(jù)和與此有關(guān)的文獻(xiàn)研究結(jié)果，歸納分析各方主要論點和方法依據(jù)的科學(xué)合理性及可能的認(rèn)知誤區(qū)，闡述檢定方法與設(shè)備配置對標(biāo)準(zhǔn)器的量值溯源、標(biāo)準(zhǔn)器的使用、電測設(shè)備性能發(fā)揮的影響，以及水三相點使用條件及使用方法對測量方法的重大影響。分析總結(jié)科學(xué)、準(zhǔn)確、檢測工作效率高、建標(biāo)成本低的檢定方法和設(shè)備配置原則。并闡明使用科學(xué)合理的檢定方法對推進(jìn)社會發(fā)展、提高經(jīng)濟(jì)效益的意義。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計;工業(yè)鉑熱電阻;檢定規(guī)程;水三相點;不確定度;誤差分析

中圖分類號：TB942;N33;TH811 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-5124（2019）08-0025-08

收稿日期：2018-05-23;收到修改稿日期：2018-07-05

作者簡介：韓志鑫（1982-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特市人，工程師，碩士，主要從事溫度計量與測試研究。

0 引言

計量是研究測量的科學(xué)，是科學(xué)研究的重要手段。計量工作是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究的結(jié)晶，是科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的橋梁。量值傳遞是計量工作的根本，但量值傳遞由于存在實驗方法和實驗設(shè)備的不完善，周圍環(huán)境的影響以及人們認(rèn)識能力所限等因素，其測量誤差將不可避免[1]。

由于測量誤差的存在，測量結(jié)果帶有不確定性。測量不確定度就是表征被測量的真值在某個量值范圍的一個估計，用以表示被測量值的分散性的非負(fù)參數(shù)[2]。JJF1059《測量不確定度評定與表示》頒布至今，對我國使用和評定測量不確定度起到了促進(jìn)和規(guī)范化的作用。越來越多的專家學(xué)者在應(yīng)用實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗和發(fā)現(xiàn)存在的問題，提升人們對測量不確定度各個分量及相關(guān)性的理解，使得在量值傳遞中測量不確定度評定的水平逐步提高。

工業(yè)鉑電阻在工業(yè)、醫(yī)療、生活等方面使用相當(dāng)廣泛，它具有性能穩(wěn)定、靈敏度好、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點。電阻溫度計是溫度量最基本最重要的量值傳遞項目，其檢定方法及配套設(shè)備的配置原則與技術(shù)指標(biāo)既要保證量值傳遞的準(zhǔn)確性，也應(yīng)在保證準(zhǔn)確性的前提下做到操作的可行性及實施的經(jīng)濟(jì)性。因此，為了提升計量準(zhǔn)確性，提高效率，降低成本，對其檢定方法進(jìn)行研究具有重要意義。然而，一直以來國內(nèi)一些專家對工業(yè)鉑熱電阻檢定技術(shù)方法不斷提出了比較尖銳的問題，如有專家認(rèn)為JJG229-1998《工業(yè)鉑、銅熱電阻》[3]要求內(nèi)容繁瑣，配套設(shè)備配置不合理，技術(shù)指標(biāo)過高，設(shè)備投入資金較大[4-5]。近年來，有專家對與新版規(guī)程（JJG229-2010）[6]有關(guān)的檢定方法問題進(jìn)行了深入研究，從不同角度較為系統(tǒng)地論證了規(guī)程的測量方法及設(shè)備配置問題，已發(fā)表的十余篇研究報告表明存在的問題遠(yuǎn)超出原來質(zhì)疑的方面。所以，有必要對這些研究方法及研究數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和總結(jié)，以便業(yè)內(nèi)人員探求工業(yè)鉑熱電阻的科學(xué)合理的檢定方法。

I 工業(yè)鉑熱電阻檢定方法發(fā)展簡述

我國在JJG229-1980《工業(yè)鉑、銅熱電阻》檢定規(guī)程實施后，又對其進(jìn)行過3次修訂，現(xiàn)行有效版本為JJG229-2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻》檢定規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）。與前幾次版本不同，現(xiàn)行規(guī)程將我國鉑熱電阻的允差等級劃分為AA級、A級、B級、C級，做到了在允差等級劃分上與國際標(biāo)準(zhǔn)保持一致[3，6-7]。由于鉑電阻等級的劃分和檢定設(shè)備技術(shù)條件的變化，規(guī)程的技術(shù)指標(biāo)要求也有所變化[8-9]。主要技術(shù)指標(biāo)對比如表1所示。

3個規(guī)程版本中的檢定方法并沒有太大變化，均采用比較法。各等級熱電阻均在0℃和100℃的恒溫設(shè)備中，測量被檢熱電阻的電阻值，與標(biāo)準(zhǔn)器測量值進(jìn)行比較，計算偏差值，檢查a的符合性，得出結(jié)論，具體檢定方法見規(guī)程第7節(jié)[6]。為便于解釋，將工業(yè)鉑熱電阻檢定的數(shù)據(jù)處理方法公式列出如下。

0℃點被檢熱電阻溫度測量誤差的數(shù)學(xué)模型為

100℃點被檢熱電阻溫度測量誤差的數(shù)學(xué)模型為

依據(jù)規(guī)程檢定工業(yè)鉑熱電阻時，在大多數(shù)情況下，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計最重要的量值R_tp^*值要用在本級標(biāo)準(zhǔn)裝置配置的水三相點裝置上自行復(fù)現(xiàn)測量獲取，用自賦R_tp^*值后的標(biāo)準(zhǔn)溫度計參與對被檢熱電阻檢定測量與計算，而不能用標(biāo)準(zhǔn)溫度計在上級標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定溯源后出具的證書報告上的R_tp^*值。

規(guī)程中要求“檢定AA級熱電阻時，R_tp^*的電阻值必須在三相點瓶中用電測儀器重新測量，有利于改善測量不確定度（檢定A級熱電阻時如果使用0.02級的測量儀器，必須重測R_tp^*才能滿足測量不確定度的要求）。檢定其他等級的熱電阻時如果對該電阻值（_tp^*）沒有異議，可直接從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的檢定證書中獲得”[6]。在規(guī)程的附錄E的不確定度評估論證后又進(jìn)一步強調(diào)：對于A級及以上等級鉑熱電阻必須用同一個電測設(shè)備重新測量R_tp^*才能滿足要求[6]。規(guī)程主起草人在規(guī)程的宣貫中進(jìn)一步的解釋是“以檢定0℃為例，如果用選擇的電測設(shè)備在水三相點中重測R_tp^*，則R_tp^*和R_i^*的測量結(jié)果是相關(guān)的，如果R_tp^*用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計證書中的結(jié)果，則其二者測量結(jié)果是不相關(guān)的，經(jīng)計算，相關(guān)時候具有更小的不確定度”[10]。使用重測R_tp^*值的方法可以降低對電測設(shè)備的要求[11]。

規(guī)程的其他起草單位在規(guī)程的宣貫和宣傳中的解釋另有不同：“由于規(guī)程要求實測二等鉑電阻標(biāo)準(zhǔn)器的水三相點值，因此對電測儀器的準(zhǔn)確度要比以前高得多”[12];“根據(jù)新規(guī)程規(guī)定，目前市場上所有的六位半數(shù)字表，包括七位半數(shù)字表，其電阻測量的準(zhǔn)確度都不能滿足新規(guī)程關(guān)于AA級和A級鉑熱電阻檢定的要求。因此用戶只能重新考慮測溫儀表”[13];“除非更換八位半數(shù)字多用電表，其代價是接近十萬人民幣的價格或者更高，此外沒有其他選擇[12]，甚至建議電測設(shè)備更換三十多萬元人民幣的超級測溫電橋[12-14]。

可以看出，規(guī)程起草單位的專家對工業(yè)熱電阻檢定規(guī)程的檢定方法與配置設(shè)備技術(shù)指標(biāo)的理論認(rèn)知相差巨大，甚至完全相反。一個論點認(rèn)為自測標(biāo)準(zhǔn)溫度計的水三相點值可以降低對電測設(shè)備的要求，而另一個論點則提出要實現(xiàn)自測標(biāo)準(zhǔn)器的水三相點值必須大幅提高對電測設(shè)備的技術(shù)要求。

在文獻(xiàn)[4]對98版規(guī)程設(shè)備配置提出質(zhì)疑時，98版規(guī)程起草人也曾回應(yīng)認(rèn)為，檢定A級工業(yè)鉑電阻，電測設(shè)備只要滿足0.02級都可以使用[15]，但沒有說明是否使用水三相點瓶。文獻(xiàn)[5]也曾認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)器需要使用水三相點瓶重新測量R_tp^*值，如果不用水三相點瓶，則要求提高電測設(shè)備的準(zhǔn)確度。

由此可見，工業(yè)熱電阻的檢定方法和設(shè)備配置問題，在2010版規(guī)程修訂前后就一直存在理論認(rèn)識上的分歧與爭議，需進(jìn)一步研究論證。2規(guī)程依據(jù)與研究內(nèi)容比較

已有研究就工業(yè)熱電阻檢定規(guī)程的檢定方法、配套設(shè)備技術(shù)指標(biāo)等對量傳結(jié)果不確定度的影響進(jìn)行了探索[11，16-34]。但是，研究的結(jié)果及結(jié)論取決于科研人員對測量技術(shù)、測量方法的認(rèn)知，測量設(shè)備使用，實驗技能及實驗條件等因素的掌控水平。

2.1 規(guī)程依據(jù)和主要分析方法

檢定測量時，標(biāo)準(zhǔn)溫度計與電測設(shè)備都會因為存在不準(zhǔn)確性而帶入測量誤差。所以規(guī)程起草者和一些專家認(rèn)為：在鉑熱電阻檢定時，如果使用同一臺電測設(shè)備測量R_i^*和R_tp^*，那么電測測量時讀數(shù)帶入的相對誤差可以抵消，量程帶入的引用值部分也只剩余部分影響，從而總體減弱對系統(tǒng)的影響。因此，測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計時，應(yīng)該在測量R_i^*前后使用同一臺電測設(shè)備在水三相點中測得R_tp^*，這樣可以排除因不同電測設(shè)備帶入的系統(tǒng)誤差，并且消除標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻在使用中因熱脹冷縮、震動等產(chǎn)生應(yīng)力而引起R_tp^*值的漂移[10-11，34-35]。并且認(rèn)為重新測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻RR_tp^*值將有效減小測量結(jié)果不確定度。

規(guī)程宣貫材料[10-11]認(rèn)為：檢定工業(yè)鉑熱電阻自測R_tp^*時，同一臺電測設(shè)備測量R_i^*、R_tp^*，兩個測量結(jié)果具有相關(guān)性。而當(dāng)R_i^*由電測設(shè)備測量，R_tp^*直接引用檢定證書中的給出值時，由于R_i^*和R_tp^*是用不同電測設(shè)備測量的，兩個測量結(jié)果之間不相關(guān)。規(guī)程按照把△t_i、△t_i^*，△th、△t_h^*為輸入量分別作不確定度評估，然后再分別合成得到檢定結(jié)果的不確定度[6]。

2.2 檢定方法的研究

針對規(guī)程規(guī)定方法的科學(xué)性和配套設(shè)備要求的合理性問題，近年有十余篇研究報告對此進(jìn)行了論證[24-33]。

2.2.1 不確定度評定

文獻(xiàn)[24]認(rèn)為，檢定時，測得的標(biāo)準(zhǔn)器電阻值和被檢電阻值是用同一臺儀器分別在同一時間、同一溫場條件下測得，故應(yīng)把標(biāo)準(zhǔn)器電阻值與被檢電阻值的相關(guān)性作為考慮的問題。

文獻(xiàn)[24-25]都提到，如果R_tp^*值直接引用上一級證書中的給出值，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻R_tp^*的不確定度主要由上級標(biāo)準(zhǔn)傳遞的不確定度和溫度計的周期穩(wěn)定性合成。但是如果自己測量R_tp^*，那么標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻R_tp^*引入的不確定度將由水三相點容器的復(fù)現(xiàn)性、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的短期穩(wěn)定性，以及電測設(shè)備測量誤差引入的不確定度分量共同構(gòu)成。為了對比，文獻(xiàn)中選取了0.005級、0.01級、0.02級水平的電測指標(biāo)進(jìn)行不確定度評估。

這里選取規(guī)程和文獻(xiàn)[24-25]中0.01級電測檢定結(jié)果測量不確定度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，見表2。

從表中可以看出，各種因素中的相關(guān)性對計算結(jié)果有直接影響，是否考慮標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻和被檢鉑熱電阻的誤差相關(guān)性，將導(dǎo)致結(jié)論完全不同，規(guī)程和文獻(xiàn)[24-25]中所評估出的最終結(jié)果是相反的。

從文獻(xiàn)[24-25]不確定度評估結(jié)果，按規(guī)程規(guī)定應(yīng)是不大于被檢熱電阻允許誤差的1/4的原則：檢定時直接使用標(biāo)準(zhǔn)溫度計上級證書中R_tp^*值，0.005級電測的檢定結(jié)果不確定度可以滿足檢定AA級熱電阻要求;0.01級電測可以滿足檢定A級熱電阻要求;0.02級電測可以滿足檢定B級熱電阻要求。然而，用重新測量R_tp^*值時，0.005級電測的檢定結(jié)果不確定度達(dá)不到檢定AA級熱電阻要求;0.01級電測達(dá)不到檢定A級熱電阻要求;0.02級電測的檢定結(jié)果不確定度只能檢C級。可以看出，使用重測標(biāo)準(zhǔn)溫度計R_tp^*值方法并不能降低對電測設(shè)備的要求，反而提高了電測設(shè)備的技術(shù)要求。

2.2.2 電測允差對檢定結(jié)果影響的誤差限分析

工業(yè)熱電阻的檢定過程主要是由標(biāo)準(zhǔn)溫度計、被檢熱電阻、溫度點槽、電測儀器等器具設(shè)備以及它們所承載的溫度、熱電阻兩個有固定函數(shù)關(guān)系的參數(shù)，在規(guī)定的檢定方法及測量程序下完成測量，并把測量數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型計算得到檢定結(jié)果。從規(guī)程中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)器與被檢對檢定結(jié)果影響是在一定水平不可能有大的變化;而電測儀器的準(zhǔn)確度等級差別就大得多，不同的電測儀器有不同大小不同符號的誤差存在，它們會對測量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大影響，而且這種誤差在大多數(shù)情況下是不可修正的未定系統(tǒng)誤差。但是，該類誤差通常可依據(jù)電測儀器的準(zhǔn)確度等級水平估計其范圍。

電測系統(tǒng)未定系統(tǒng)誤差影響的處理是測量過程中的重要內(nèi)容。檢定測量系統(tǒng)規(guī)定的測量方法及測量程序是否科學(xué)合理，關(guān)鍵在于該方法是否能對測量過程中存在的兩個以上的未定系統(tǒng)誤差進(jìn)行正確的協(xié)同合成，使未定系統(tǒng)誤差作用于檢定結(jié)果時，誤差之間具有一定的抵消作用，可使其合成的誤差限遠(yuǎn)小于單項未定系統(tǒng)誤差。要判斷測量方法是否科學(xué)合理，最簡單有效且嚴(yán)謹(jǐn)可靠的辦法之一，就是依據(jù)測量程序?qū)z定系統(tǒng)的測量模型中重要參量間協(xié)同關(guān)系對結(jié)果的影響進(jìn)行誤差的分析計算。

文獻(xiàn)[26-27]利用假設(shè)方法，找出關(guān)鍵影響量對檢定結(jié)果影響關(guān)系：采用上級給定的R_tp^*值檢定鉑電阻時，無論使用哪種名義值的標(biāo)準(zhǔn)器，電測系統(tǒng)代入的檢定結(jié)果誤差都小于自測R_tp^*的情況。同時還論證了，在檢定Pt100型號的鉑電阻時，使用名義值為100Ω的標(biāo)準(zhǔn)器，可達(dá)到既降低電測儀器指標(biāo)要求，減小設(shè)備成本投入，又減小檢定誤差水平，提高檢定結(jié)果可信度的目的。

文獻(xiàn)[28]在分析中采用幾個不同等級電測儀器，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計R_tp^*使用自測值和直接引用上級證書值兩種情況進(jìn)行工業(yè)鉑電阻檢定誤差分析。本文對得到數(shù)據(jù)總結(jié)如圖1、圖2所示。從圖中可以看出，同樣的電測儀器技術(shù)指標(biāo)下，在相同的檢定點，用上級證書R_tp^*值檢定時，設(shè)備帶入檢定結(jié)果的誤差比采用自測R_tp^*值時要小得多。

2.2.3 試驗驗證

在計量學(xué)方面，測試?yán)碚摲椒ㄅc標(biāo)準(zhǔn)裝置能力的理論論證評估是否科學(xué)合理或存在認(rèn)知和論證誤區(qū)，依靠實驗室嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼灁?shù)據(jù)即可驗證。為了驗證文獻(xiàn)[24-29]所得出的結(jié)論，增加試驗結(jié)果的可信度，文獻(xiàn)[30]采用兩支標(biāo)準(zhǔn)器和多支被檢樣品進(jìn)行試驗比較分析。選用的標(biāo)準(zhǔn)器和配套設(shè)備信息列于表3。

通過文獻(xiàn)[30]的數(shù)據(jù)可以看出，使用準(zhǔn)確度高（±5×10^-6）的電測儀器，采用上級證書值R_tp^*和自測R_tp^*檢定工業(yè)鉑電阻的結(jié)果差值并不大，兩種方法的差值小于級別最高的AA級工業(yè)鉑熱電阻允差的1/200。

依據(jù)檢定規(guī)程，選用準(zhǔn)確度高的儀器，以標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻R_tp^*為自測值情況下的檢定測量值作為被檢鉑電阻的參考值，對比分析使用0.02級電測（1355872^#）檢定得到的測量值。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計采用自測R_tp^*和上級給出的R_tp^*的測量值對比見圖3、圖4。從圖中可以明顯看出，在0℃和100℃兩個溫度點檢定時，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計均是采用上級給出的R_tp^*時情況下的測量值要更接近參考值。

同樣，文獻(xiàn)[31]分別以高等級電測在0℃和100℃的測量值作為參考值，分析當(dāng)使用0.02級儀表，標(biāo)準(zhǔn)器為25Ω和100Ω時，所有被檢工業(yè)鉑電阻的誤差值情況。文獻(xiàn)[31]中數(shù)據(jù)表示，在同樣的測量儀器下，在用上級證書值法使被檢樣品結(jié)果的偏差減小的基礎(chǔ)上，使用Rtp標(biāo)稱值為100Ω的鉑電阻作標(biāo)準(zhǔn)時，測量儀器的誤差對被檢樣品的檢定結(jié)果的偏差值影響進(jìn)一步降低。

2.2.4 研究結(jié)論

從前面可以看出，文獻(xiàn)[26-28]的電測設(shè)備測量誤差與測量方法之間相互制約對檢定結(jié)果影響的數(shù)理邏輯關(guān)系同文獻(xiàn)[24-25]的不確定度評定中變量與方法對結(jié)果影響的邏輯關(guān)系是相同的，說明文獻(xiàn)[24-25]的不確定度評估中各變量的分析處理方法是正確的;文獻(xiàn)[30-川的試驗驗證結(jié)果同文獻(xiàn)[24-25]的不確定度評估結(jié)果是基本一致的，這也說明文獻(xiàn)[24-25]的不確定度評估結(jié)果是可信的。

上述研究的論證結(jié)果表明：使用比較法檢定工業(yè)熱電阻時，不采用在水三相點上重測標(biāo)準(zhǔn)溫度計R_tp^*值，直接使用上級證書值參與檢定計算，使用七位半數(shù)表能達(dá)到檢定AA級熱電阻的要求，六位半數(shù)表能達(dá)到檢定A級熱電阻的要求。依據(jù)近期研究的數(shù)據(jù)結(jié)果配置檢定設(shè)備，將使全國數(shù)百家計量機構(gòu)節(jié)約的建標(biāo)成本不下數(shù)千萬元。同時，不必使用水三相點瓶，有效降低了檢定員的培訓(xùn)時間、工作時間，提高檢定工作效率，減少檢定工作過程中的失誤風(fēng)險，同時降低企業(yè)用戶的運輸成本和時間成本。

3 不同研究與觀點差別原因分析

規(guī)程頒布至今，國內(nèi)專家在工業(yè)鉑熱電阻的檢定方法及設(shè)備配置與檢定結(jié)果的不確定度上還存在如此大的分歧，有必要對產(chǎn)生這些分歧的原因進(jìn)一步探討。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)器的量值來源問題

標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)準(zhǔn)器的量值一定是按照國家計量系統(tǒng)表在上級標(biāo)準(zhǔn)溯源合格得到的。但是在檢定工業(yè)鉑熱電阻時，不使用在上級標(biāo)準(zhǔn)裝置上溯源時的給出值，而是重新自測賦值，這種辦法是不可取的。低級標(biāo)準(zhǔn)裝置不花大的經(jīng)費投入就可以到達(dá)或超越上級標(biāo)準(zhǔn)裝置的量傳水平，在量傳體系鏈中顯然是不合理的，相關(guān)的計量法律法規(guī)也不允許[32]。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)器的使用方法問題

標(biāo)準(zhǔn)器在量值傳遞鏈中具有最重要的位置，它是本級標(biāo)準(zhǔn)裝置的核心，在標(biāo)準(zhǔn)裝置的茫茫數(shù)據(jù)大海中起到定海神針作用。在量值傳遞的測量數(shù)據(jù)處理中按文獻(xiàn)[34-36]提倡的用鉑電阻溫度計的測量數(shù)據(jù)自相關(guān)的方法減小檢定結(jié)果的不確定度，即只重點關(guān)注消除標(biāo)準(zhǔn)器可能存在的小誤差，而忽視了標(biāo)準(zhǔn)器在標(biāo)準(zhǔn)裝置中消除其他更多更大誤差的作用，最終起到了相反的效果。因為，利用標(biāo)準(zhǔn)器數(shù)據(jù)的自相關(guān)性用于本實驗室的溫度測量還是比較準(zhǔn)的，但是用于電阻溫度計的量值傳遞它的效果則需要充分考慮各個因素變量。這是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在溫度測量和溫度量值傳遞使用中應(yīng)注意的重要差別，這些不同點或者標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計使用中的理論誤區(qū)文獻(xiàn)[26-28，37]進(jìn)行了詳細(xì)系統(tǒng)的論證分析。因此，在檢定中最重要是應(yīng)該盡量保證用被檢與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)相關(guān)性來降低檢定結(jié)果的不確定度。所以，新的研究認(rèn)為把RR_tp^*、R_i^*作相關(guān)性處理是不正確的，相反，應(yīng)該考慮R_i^*與R_i的相關(guān)性。并且已得到理論論證和試驗驗證數(shù)據(jù)的證明，檢定工業(yè)鉑熱電阻時，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計使用上級證書值才是合理的。

3.3 測量方法問題

量值傳遞中常用的測量方法主要有兩種，一種是絕對測量法，另一種相對測量法，前者主要用于基準(zhǔn)量值的復(fù)現(xiàn)或不易溯源的高等級標(biāo)準(zhǔn)中的測量，后者主要用于中低標(biāo)準(zhǔn)裝置量傳中的測量。相對測量法具有設(shè)備投入少，測量準(zhǔn)確度高等優(yōu)勢。

文獻(xiàn)[26-27]認(rèn)為規(guī)程中要求的用重新測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計R_tp^*值，再與恒溫槽中測得的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計和被檢溫度計的電阻值數(shù)據(jù)一起計算檢定結(jié)果。此方法看似用的比較測量（或相對測量）法，實際上已經(jīng)轉(zhuǎn)化為在準(zhǔn)確的溫度點槽溫場中用絕對測量法直接測量取得被檢鉑熱電阻的電阻值作為檢定結(jié)果。溫度點槽的準(zhǔn)確溫度就是規(guī)程采用的用標(biāo)準(zhǔn)器測量電阻與自測R_tp^*值比來實現(xiàn)的。但是，在絕對測量方法下，電測儀器的測量誤差將全部轉(zhuǎn)化為被檢熱電阻檢定結(jié)果的示值誤差，在大多數(shù)情況下這個誤差比標(biāo)準(zhǔn)器可能存在的偏差要大得多，從而導(dǎo)致檢定結(jié)果的誤差增大。相反，使用上級給出的R_tp^*值時屬于相對測量方法，相對測量方法并不要求準(zhǔn)確測量或者知道恒溫設(shè)備的準(zhǔn)確溫度，只需要恒溫設(shè)備具有符合技術(shù)指標(biāo)要求的穩(wěn)定均勻溫場即可。采用相對測量，才能依靠標(biāo)準(zhǔn)器在量值傳遞中的核心作用，以正確的測量方法減小或抵消測量系統(tǒng)測量誤差對檢定結(jié)果的影響。

式（5）是文獻(xiàn)[26]中對自測R_tp^*值法在0℃點電測允差對檢定結(jié)果誤差限的化簡表達(dá)式（X為測量儀器相對誤差項），式（6）是用上級證書R_tp^*值法在0℃點電測允差對檢定結(jié)果誤差限的化簡表達(dá)式：

△R'₀≈±0.0X%R₀（5）

從式（5）可以看出，自測R_tp^*值法雖然消除了電測系統(tǒng)測量誤差對標(biāo)準(zhǔn)器的影響及標(biāo)準(zhǔn)器可能存在的偏差，但是電測系統(tǒng)的測量誤差對被檢器具的影響都完整出現(xiàn)在檢定結(jié)果中，其表現(xiàn)形式完全是絕對測量法的表現(xiàn)形式;而從式（6）可以看出，電測系統(tǒng)的測量誤差對標(biāo)準(zhǔn)和被檢的影響最終在檢定結(jié)果表達(dá)式中實現(xiàn)了有效的抵消修正，是典型的相對測量（或比較測量）表現(xiàn)形式?？梢钥闯?，只考慮線性相對測量誤差，由測量儀器誤差在兩種測量方法的結(jié)果上產(chǎn)生了50倍的差別;若考慮電測設(shè)備的非線性誤差，兩種測量方法結(jié)果的誤差相差也在數(shù)倍以上。

3.4 測量設(shè)備的選用問題

標(biāo)準(zhǔn)裝置完成量傳檢定測量必須采用正確的測量方法依據(jù)合理的測量程序來進(jìn)行。用絕對測量法完成準(zhǔn)確的溫度量值復(fù)現(xiàn)或傳遞，標(biāo)準(zhǔn)裝置使用的溫度固定點、標(biāo)準(zhǔn)溫度計、測量儀器必須都是高準(zhǔn)確度的，即“三高”缺一不可[26]。否則，要實現(xiàn)高準(zhǔn)確度的量值傳遞是不可能達(dá)到的。規(guī)程規(guī)定采用溫度基準(zhǔn)裝置復(fù)現(xiàn)也使用的水三相點裝置，希望既可以降低電測設(shè)備的技術(shù)要求，又保證檢定結(jié)果較小的不確定度。并沒有注意到所用測量方法應(yīng)具備的條件，會很難達(dá)到降低測量結(jié)果不確定度的初衷。

3.5 測量方法的論證問題

從工業(yè)熱電阻檢定方法評估論證的歷史脈絡(luò)中可以看出，近二十年，一些研究論文和專著對規(guī)程規(guī)定方法用不確定度評估的辦法進(jìn)行了論證，但是由于評估缺少較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析論證和實驗驗證，致使評估論證結(jié)果的可信度不高，后來的研究數(shù)據(jù)結(jié)果也證明這一點。文獻(xiàn)[28]依據(jù)測量過程的數(shù)學(xué)模型，用控制設(shè)定主要影響參量的數(shù)據(jù)變化以數(shù)學(xué)計算的方法，分析計算出主要影響量的允差在不同檢定方法下對檢定結(jié)果影響的誤差限，這種誤差分析計算對測量方法優(yōu)劣的判別既簡單快速又準(zhǔn)確可靠而且直觀便于理解，分析計算的過程對實驗室實驗驗證的方法也具有啟示指導(dǎo)作用。

模型的變換和評估對計量檢定人員進(jìn)行測量起到了重要的作用，但是測量模型的第一要義是依據(jù)模型的數(shù)據(jù)分析計算。現(xiàn)在部分宣貫中，誤差分析理論只剩下測量結(jié)果減去參考值即為誤差這一小部分內(nèi)容，而高度宣傳不確定度的重要性。導(dǎo)致誤差理論的宣貫認(rèn)知與學(xué)界及工程技術(shù)界誤差理論的教學(xué)和應(yīng)用實際出現(xiàn)偏差[1.38]，工業(yè)技術(shù)界提供服務(wù)的基礎(chǔ)領(lǐng)域的認(rèn)知與學(xué)界產(chǎn)生了差別。4結(jié)束語

我國經(jīng)濟(jì)由高速增長階段轉(zhuǎn)為高質(zhì)量發(fā)展階段，作為服務(wù)性質(zhì)的計量機構(gòu)，應(yīng)該按照國家發(fā)展要求，在滿足準(zhǔn)確性的基準(zhǔn)上，研究檢定計量器具的最佳方法，提高自身服務(wù)質(zhì)量與檢定水平。工業(yè)鉑熱電阻是溫度計量中重要的傳感器之一，其量值是否準(zhǔn)確直接影響國計民生中的溫度測量控制水平，其計量檢定方法的合理性將影響計量機構(gòu)和企業(yè)用戶的經(jīng)濟(jì)和效益。本文對近年工業(yè)鉑熱電阻檢定技術(shù)方法研究內(nèi)容進(jìn)行梳理和歸納，并且采用部分文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)再次對比總結(jié)，分析產(chǎn)生分歧原因，希望對下次規(guī)程修訂起到積極作用。

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（編輯：莫婕）