电热恒温水浴锅测量结果不确定度评定
2024-05-30苗丽
【摘要】本文以温度测量系统作为测量标准,对电热恒温水浴锅进行校准,通过评估测量结果的不确定度,实现对被校水浴锅性能的准确评价。
【关键词】温度均匀度;温度波动度;温度偏差;不确定度
【DOI编码】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
电热恒温水浴锅(以下简称“水浴锅”)由控温系统、电热体和锅体三部分组成。其外壳用钢板冲压成型,中层填充保温材料,内胆用金属板制成。水浴锅分单列式和双列式,控温范围为5~100℃,是广泛应用于实验室、医疗、制药、环保和工业等领域的恒温加热设备。
2水浴锅校准条件和方法
2.1校准环境
被校水浴锅周围应无强烈振动及腐蚀气体存在,避免其他冷热源的影响。环境温度维持在15~35℃,相对湿度不大于85%。本次评定的水浴锅的分辨力为0.1℃,校准温度为60℃。校准用标准器信息见表1。
2.2校准方法
在水浴锅内布置5个测温点,工作区的几何中心为测温O点,其余各测温点到水浴锅内壁的距离为水浴锅各边长的1/10,温度传感器距搁板20 mm;接通水浴锅电源,设定被校准温度,当升到设定温度待稳定后,开始用温度测量系统测量;在30 min内,每隔3 min测量1次,共测量10次,记录各测温点和水浴锅显示的温度值。
在测量中,各个测温点测得的温度平均值修正后(实际温度)的最大值和最小值之差为温度均匀性;在工作区几何中心O点测得的最高温度與最低温度之差的一半为温度波动度;显示温度平均值与工作区几何中心O点实际温度的差值为温度偏差。
3数学模型、方差和系数
3.1温度均匀性
4标准不确定度分析与评定
不确定度来源于测量重复性、测量标准的修正值、测量标准的分辨力和水浴锅显示温度等。
4.1温度均匀性的标准不确定度分量
4.1.1输入量tpmax的标准不确定度u()
tpmax
4.1.1.1输入量tpmax测量重复性引入的不确定度u()
tpmax1
当水浴锅设定校准温度为60.0℃时,在温度平均值最大的测量点上测量10次,按A类方法评定,按正态分布考虑,其测量列见表2。
计算单次实验标准偏差为:
当水浴锅设定校准温度为60.0℃时,在温度平均值最小的测量点上测量10次,按A类方法评定,按正态分布考虑,其测量列见表3。
5标准不确定度分量汇总
温度均匀性标准不确定度分量汇总见表5。
温度波动度标准不确定度分量汇总见表6。
温度偏差标准不确定度分量汇总见表7。
6合成标准不确定度
【参考材料】
[1]电热恒温水浴锅校准规范:JJF(辽)118—2011[S].
【作者简介】
苗丽,女,1966年出生,高级工程师,硕士,研究方向为计量检测。
(编辑:李加鹏)