【摘要】本文以溫度測(cè)量系統(tǒng)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電熱恒溫水浴鍋進(jìn)行校準(zhǔn)，通過(guò)評(píng)估測(cè)量結(jié)果的不確定度，實(shí)現(xiàn)對(duì)被校水浴鍋性能的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】溫度均勻度；溫度波動(dòng)度；溫度偏差；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.066

Evaluation of Uncertainty in Measurement Results of Electrically-heated Thermostatic Water Bath

MIAO Li

（Liaoning Institute of Measurement， Shenyang 110004， China）

Abstract： This article uses a temperature measurement system as the measurement standard to calibrate the electrically-heated thermostatic water bath. By evaluating the uncertainty of the measurement results， it aims to achieve an accurate evaluation of the performance of the water bath being calibrated.

Keywords： temperature uniformity； temperature fluctuation； temperature deviation； uncertainty

1概述

電熱恒溫水浴鍋（以下簡(jiǎn)稱“水浴鍋”）由控溫系統(tǒng)、電熱體和鍋體三部分組成。其外殼用鋼板沖壓成型，中層填充保溫材料，內(nèi)膽用金屬板制成。水浴鍋分單列式和雙列式，控溫范圍為5～100℃，是廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療、制藥、環(huán)保和工業(yè)等領(lǐng)域的恒溫加熱設(shè)備。

2水浴鍋校準(zhǔn)條件和方法

2.1校準(zhǔn)環(huán)境

被校水浴鍋周圍應(yīng)無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)及腐蝕氣體存在，避免其他冷熱源的影響。環(huán)境溫度維持在15～35℃，相對(duì)濕度不大于85%。本次評(píng)定的水浴鍋的分辨力為0.1℃，校準(zhǔn)溫度為60℃。校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器信息見(jiàn)表1。

2.2校準(zhǔn)方法

在水浴鍋內(nèi)布置5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，工作區(qū)的幾何中心為測(cè)溫O點(diǎn)，其余各測(cè)溫點(diǎn)到水浴鍋內(nèi)壁的距離為水浴鍋各邊長(zhǎng)的1/10，溫度傳感器距擱板20 mm；接通水浴鍋電源，設(shè)定被校準(zhǔn)溫度，當(dāng)升到設(shè)定溫度待穩(wěn)定后，開始用溫度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量；在30 min內(nèi)，每隔3 min測(cè)量1次，共測(cè)量10次，記錄各測(cè)溫點(diǎn)和水浴鍋顯示的溫度值。

在測(cè)量中，各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)測(cè)得的溫度平均值修正后（實(shí)際溫度）的最大值和最小值之差為溫度均勻性；在工作區(qū)幾何中心O點(diǎn)測(cè)得的最高溫度與最低溫度之差的一半為溫度波動(dòng)度；顯示溫度平均值與工作區(qū)幾何中心O點(diǎn)實(shí)際溫度的差值為溫度偏差。

3數(shù)學(xué)模型、方差和系數(shù)

3.1溫度均勻性

4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分析與評(píng)定

不確定度來(lái)源于測(cè)量重復(fù)性、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的修正值、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的分辨力和水浴鍋顯示溫度等。

4.1溫度均勻性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

4.1.1輸入量tpmax的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（）

tpmax

4.1.1.1輸入量tpmax測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u（）

tpmax1

當(dāng)水浴鍋設(shè)定校準(zhǔn)溫度為60.0℃時(shí)，在溫度平均值最大的測(cè)量點(diǎn)上測(cè)量10次，按A類方法評(píng)定，按正態(tài)分布考慮，其測(cè)量列見(jiàn)表2。

計(jì)算單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

當(dāng)水浴鍋設(shè)定校準(zhǔn)溫度為60.0℃時(shí)，在溫度平均值最小的測(cè)量點(diǎn)上測(cè)量10次，按A類方法評(píng)定，按正態(tài)分布考慮，其測(cè)量列見(jiàn)表3。

5標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

溫度均勻性標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表5。

溫度波動(dòng)度標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表6。

溫度偏差標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表7。

6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

【參考材料】

[1]電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范：JJF（遼）118—2011[S].

【作者簡(jiǎn)介】

苗麗，女，1966年出生，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)量檢測(cè)。

（編輯：李加鵬）