工作用玻璃液體溫度計示值修正值不確定度分析評定

張偉鵬 劉歡歡 丁峰元

摘? 要：該文根據JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》和JJG 130—2011《工作用玻璃液體溫度計檢定規程》，對工作用玻璃液體溫度計示值修正值的不確定度來源進行了分析，利用一支分度值為0.1℃，溫度范圍100℃～150℃的玻璃液體溫度計，介紹了溫度計示值修正值的不確定評定的方法，并對測量結果不確定度評定的步驟進行了詳細的說明。

關鍵詞：溫度計示值誤差;不確定度評定;測量標準

中圖分類號：TB942? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 分析方法

1.1 測量依據

JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》

JJG 130—2011《工作用玻璃液體溫度計檢定規程》。

1.2 環境條件

15℃～35℃。

1.3 測量標準

測量標準表見表1。

表1 測量所使用的標準器及配套設備

序號 標準器 型號 測量范圍 不確定度/準確度等級/最大允許誤差

1 標準鉑電阻溫度計 WZPB-9 （-189～419）℃ 二等

2 精密測溫儀（標準鉑電阻溫度計讀數設備） CF5800 （-189～419）℃ U=0.016℃，k=2

3 恒溫油槽 CJTL-35A （80～300）℃ 溫度波動性：U=0.005℃，k=2

溫度均勻性：U=0.003℃，k=2

1.4 被測對象

玻璃液體溫度計，溫度范圍100℃～150℃，分度值0.1℃，浸沒方式為全浸，感溫液體為水銀。

1.5 測量方法

采用比較法，將標準溫度計和被測溫度計按規程規定的浸沒方式垂直插入恒溫槽中，恒溫槽實際溫度（以標準鉑電阻溫度計為準）偏離校準點不超過0.2℃，當恒溫槽溫度到達校準溫度點后，溫度計在恒定的恒溫槽中要穩定10 min后方可讀數。讀數順序為：標準→被測→被測→標準。按以上順序讀數4次，分別計算標準溫度計和被測溫度計讀數的算術平均值，得到標準溫度計和被測溫度計的示值。

2 數學模型

Δt=ts+x-t

式中：Δt—被測溫度計的示值修正值（℃）;ts—標準溫度計讀數的平均值（℃）;x—標準溫度計修正值（℃）;t—被測溫度計讀數的平均值（℃）。

3 標準不確定度評定

3.1 輸入量ts的標準不確定度u（ts）

3.1.1 輸入量ts的標準不確定度分量

精密測溫儀讀數分辨力引入的標準不確定度為u（ts1）

精密測溫儀分辨力為0.001℃，按均勻分布

精密測溫儀測量重復性引入的標準不確定度u（ts2）

以110℃校準點為例，10次重復性測量數據為：109.873、109.872、109.871、109.872、109.874、109.871、109.866、109.868、109.870、109.869，單位：℃。由貝塞爾公式可知s =0.024℃，因此u（ts2）=s=0.024℃。

精密測溫儀示值誤差引入的標準不確定度u（ts3）

由校準證書可知，示值誤差不確定度U=0.016℃，k=2，因此

恒溫油槽溫度波動性引入的標準不確定度u（ts4）

由校準證書可知，溫度波動性不確定度U=0.005℃，k=2，因此

恒溫油槽溫度均勻性引入的標準不確定度u（ts5）

由校準證書可知，溫度均勻性不確定度U=0.003℃，k=2，因此

3.1.2 輸入量的標準不確定度分量合成

因精密測溫儀重復性不確定度大于分辨力不確定度，故舍去分辨力不確定度分量，其余各分量不相關，故

3.2 輸入量的標準不確定度u（t）

3.2.1 輸入量t的標準不確定度分量

3.2.1.1 被測溫度計分辨力引入的標準不確定度u（t1）

被測溫度計分辨力為其分度值的1/10，按均勻分布，故

3.2.1.2 被測溫度計示值重復性引入的標準不確定度u（t2）

以110℃校準點為例，10次重復性測量數據為：109.89、109.88、109.87、109.89、109.90、109.90、109.92、109.89、109.92、109.91，單位：℃。由貝塞爾公式可知s=0.0164℃，因此u（t2）=s=0.0164℃。

3.2.1.3 被測溫度計插入不垂直引入的標準不確定度u（t3）

讀數時視線應與玻璃溫度計感溫液柱上斷面保持在同一水平面，讀數裝置與被檢溫度計不垂直會引入0.01℃的偏差，區間半寬為0.005℃，按均勻分布處理，因此

3.2.2 輸入量的標準不確定度分量合成

因被測溫度計重復性不確定度大于分辨力不確定度，故舍去分辨力不確定度分量，其余各分量不相關，因此

4 標準不確定度分量一覽表

標準不確定度分量見表2。

5 合成標準不確定度u（Δt）

以上所分析的各項標準不確定度分量是互不相關的，所以合成標準不確定度為：

6 擴展不確定度計算

按照通常要求，取包括因子k=2，則擴展不確定度為：

U=k·u（Δt）=0.04℃

參考文獻

[1]江銘.工作用玻璃液體溫度計修正值測量值的不確定度評定[J].計量與測試技術，2016，43（7）：81-82.

[2]郭洪波，張慧. 工作用玻璃液體溫度計測量值的不確定度評定[J].計量與測試技術，2017，44（4）：82-84.