液体恒温试验设备测量不确定度评定

【摘要】本文以温度测量系统作为测量标准，对液体恒温试验设备进行校准，通过对测量结果进行不确定度评定，以达到对被校液体恒温试验设备的性能作出准确评价的目的。

【关键词】温度偏差；温度均匀度；温度波动度；不确定度

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.069

Evaluation of Measurement Uncertainty for Liquid Constant Temperature Testing Equipment

MIAO Li

（Liaoning Institute of Measurement， Shenyang 110004， China）

Abstract： This article uses a temperature measurement system as the measurement standard to calibrate the liquid constant temperature test equipment. By evaluating the uncertainty of the measurement results， the performance of the calibrated liquid constant temperature test equipment can be accurately evaluated.

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

1概述

液体恒温试验设备由控温系统、槽体和加热/制冷器等组成。其工作原理是通过温度控制系统对槽体内工作介质进行加热/制冷，使之达到设定温度并保持恒温。工作介质有防冻液、乙醇、水和硅油等。该设备被广泛应用于工业生产的各个环节。

2液体恒温试验设备校准条件和方法

2.1环境条件

温度为15～35℃，相对湿度不大于85%。

2.2测量标准

测量标准见表1。

2.3校准对象

本次评定的对象为液体恒温试验设备（以下简称“恒温设备”），设定分辨力：0.1℃，校准点温度：60.0℃。被校恒温设备的分类见表2。

2.4校准方法

按照规范的测试要求，根据恒温设备工作空间的深度布置测温点（见图1），设定恒温设备温度为60.0℃，开启设备运行，待其达到设定温度并稳定后开始测量，记录温湿度系统（温度）的温度值，在30 min内记录时间间隔为2 min，共记录16组数据，通过记录各测温点和恒温设备显示的温度值，计算温度偏差、温度均匀度和温度波动度。

2.5测量模型

恒温设备温度上偏差与温度下偏差测量不确定度评定

4.1不确定度来源

温度偏差的测量重复性，温湿度系统（测量标准）分辨力，温湿度系统（测量标准）修正值。

4.2校准方法

操作同2.4。

4.3测量标准

温湿度系统（温度）显示分辨力为0.01℃，测量时带修正值使用，扩展不确定度为U = 0.08℃，k = 2。

4.4标准不确定度的评定

4.4.1恒温设备重复性测量引入的标准不确定度

设定温度60.0℃为典型值，在同一条件下短时间进行10次重复独立观测后，计算每次测量的温度上偏差和温度下偏差得到两组数据，见表3和表4。

5温度均匀度测量不确定度评定

5.1不确定度来源

溫度均匀度的测量重复性，温湿度系统（测量标准）分辨力，温湿度系统（测量标准）通道间差值的一致性。

5.2校准方法

操作同2.4。

5.3测量标准

温湿度系统（温度）显示分辨力为0.01℃，测量时带修正值使用，扩展不确定度为U = 0.08℃，k = 2。5.4标准不确定度的评定

5.4.1温度均匀度的重复性测量引入的标准不确定度

以恒温设备仪表设定温度点60.0℃为例，对恒温设备进行10次独立重复性测量，计算每次测量的温度均匀度，得到一组数据，测量差值见表5。

6温度波动度不确定度评定

6.1不確定度来源

温度波动度测量重复性，温湿度系统（测量标准）分辨力。

6.2校准方法

操作同2.4。

6.3测量标准

温湿度系统（温度）显示分辨力为0.01℃，测量时带修正值使用，扩展不确定度为U = 0.08℃，k = 2。

6.4标准不确定度的评定

6.4.1温度波动度重复性测量引入的标准不确定度

恒温设备仪表设定分辨力为0.1℃，对恒温设备进行10次独立重复性测量，计算每次测量的温度波动度，得到一组数据，其测量差值见表6。

7标准不确定度汇总

测量重复性引入的不确定度远大于测量标准分辨力引入的不确定度，计算时取其中值较大的。温度上偏差标准不确定度分量汇总见表7，温度下偏差标准不确定度分量汇总见表8，温度均匀度标准不确定度分量汇总见表9，温度波动度标准不确定度分量汇总见表10。

【参考文献】

[1]液体恒温试验设备温度性能测试规范：JJF 2019—2022[S].

[2]测量不确定度的要求：CNAS-CL01-G003[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）