一種動態溫場的校準方法及其不確定度評定*

鐘一峰 牛亞琳 朱晨彬 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

在對于各類環境溫度試驗設備如恒溫箱、恒溫槽、干體恒溫器等的校準過程中，其溫度時刻都在波動，嚴格意義上并不是完全穩態的溫場。在校準該溫場動態指標的過程中（如波動度），所使用的溫度傳感器的動態特性也必然會對校準結果產生一定的影響。然而在相關的校準規范（JJF 1101—2019《環境試驗設備溫度、濕度參數校準規范》[1]、JJF 1030—2010《恒溫槽技術性能測試規范》）中均僅對使用標準溫度傳感器（以下簡稱溫度傳感器）的穩態指標進行了規定[2]，未提及動態指標的要求。這其中有部分原因是溫度傳感器的動態特性在不同的測溫介質中不盡相同，且不同的被測設備的動態特性也會對校準結果產生影響，因此，很難使用一個統一的方式去評估溫度傳感器動態特性對校準結果所造成的影響[3]。

本文通過分析現有方法中溫度傳感器動態特性對動態溫度校準結果的影響，采用連續記錄的方式并通過簡單的傳感器動態特性修正得到動態溫場的實際溫度值，輔以修正公式的不確定度評定對校準結果進行評估。相較現有方法，能更全面地反映實際溫場的動態性能指標。此方法不僅可應用于溫場波動度的測量，也能對動態溫場（如冷熱沖擊）的真實情況進行有效評估。

1 溫度傳感器動態特性的分析

溫度傳感器的動態特性通常可近似為一階系統[4]，則：

式中：N——溫度傳感器的熱響應時間；

T1——溫度傳感器當前時刻的溫度測量值；……