紅外耳溫計檢定數據自動分析處理探究

李 妙，洪 偉，杜 鋼，褚君尉

（金華市計量質量科學研究院，浙江金華 321000）

0 引言

隨著2017 年強制檢定免費政策的正式實施及現代經濟社會發展需要，計量檢定工作量和一線工作人員工作壓力直線上升，計量工作效率亟待提升。得益于近年來計量體系文件的不斷完善，電子原始記錄的推廣和使用成為了可能[1]，計量工作效率得到一定提升，而基于Excel 記錄數據的電子原始記錄的數據自動分析處理又進一步提升了計量工作效率。

1 紅外耳溫計數據處理涉及公式及參數

本次計算涉及的函數共有8 個，具體情況如表1所示。

表1 涉及的函數及處理內容

實驗室誤差Δt 的計算過程由式（1）表示：

式中 tIR——耳溫計單次測量的示值，℃

ts——標準溫度計單次測量值，℃

Δtε——耳溫計黑體發射率小于1 引入的修正值，℃

用εBB、εIR分別表示耳溫計的黑體發射率和探頭發射率，它們的最大值為1。在不同環境溫度下，當εBB為0.9995、εIR為0.80 時，Δtε的數值見表2。

表2 耳溫計黑體發射率小于1 引入的修正值[2] ℃

2 數據自動分析處理詳解

金華市計量質量科學研究院采用的計量系統數據管理是基于Excel 的，為了能更好地呈現過程，將電子原始記錄涉及的主要數據移至Excel（圖1）。

圖1 紅外耳溫計電子原始記錄涉及的主要數據

2.1 修正值Δtε 的計算

修正值Δtε即圖1 中I10～I12 的計算，涉及表2 內數值與內插法計算，數據自動分析處理程序為：

以I10 的結果為例進行詳細解釋，涉及3 層IF（）函數套用，具體情況見表3。

表3 3 層IF（）函數套用過程

I11、I12 的計算過程和I10 類似，此不再贅述。

2.2 實驗室誤差Δt 的計算

實驗室誤差Δt，即圖1 中J10～J12、K10～K12、L10～L12 的計算根據式（1）進行，數據自動分析處理程序為：

以J10 的結果來詳細解釋，涉及兩層IF 函數套用和兩層ROUND 函數套用。

第一層IF 為：IF（D10="/"，"/"，……）。用來屏蔽當被檢耳溫計實測溫度未登記的情況，即“/”時，實驗室誤差Δt 無法計算故只能為“/”，否則進入第二層根據被檢耳溫計實測溫度（D10）、標準溫度計實測溫度（C10）、修正值Δtε（I10）應用式（1）計算。

第二層為：嵌套在第二層ROUND 即ROUND（……/100，2）中的IF（MOD（（D10-C10-I10）*100，1）=0.5，EVEN（TRUNC（（D10-C10-I10）*100）），ROUND（（D10-C10-I10）*100，0））。用于計算實驗室誤差Δt 和按0.01 ℃數據修約，用A 代替（D10-C10-I10）可得到公式IF（MOD（A*100，1）=0.5，EVEN（TRUNC（A*100）），ROUND（A*100，0））。其計算過程為：先利用公式MOD（A*100，1）=0.5 對A 進行第三位小數之后（包括第三位小數）是否是0.005，如果不是則運用第二層ROUND（A*100，0）結合第一層ROUND（……/100，2）形成公式ROUND（ROUND（A*100，0）/100，2）對A 進行正常的四舍六入（取2 位小數）；如果是則利用公式EVEN（TRUNC（A*100））結合第一層ROUND（……/100，2）對舍棄第三位小數之后（包括第三位小數）的數進行向上取偶[3]。

2.3 單點實驗室誤差小結論的判定

單點實驗室誤差判定結果小結論，即圖1 中M10～M12 的判斷依據：根據修約間隔0.01 ℃為實驗室誤差進行修約，而后與±0.2 ℃進行比較，如超過即不合格。數據自動分析處理程序如下：

其中，L13、L14 均為小結論，分別為“符合”或者“不符合”。

以M10 的結果來詳細解釋，里面涉及兩層IF 函數套用。同樣，第一層IF（OR（J10="/"，K10="/"，L10="/"），"/"，……），用于屏蔽當其中一個實驗室誤差未登記的情況，即：“/”時，實驗室誤差小結論直接無法得出故只能為“/”，否則進入第二層IF（AND（ABS（J10）<0.205，ABS（K10）<0.205，ABS（L10）<0.205），L13，L14）用于將3 次測量得到的實驗室誤差和0.2 ℃進行比較，如果3 次的絕對值都小于0.2 ℃，則小結論為“符合”，否則為不符合。這樣在檢定過程中就可以非常直觀地了解耳溫計的計量性能，從而為是否進行再次核查提供依據，減少不必要的升降溫穩定時間。

3 結束語

紅外耳溫計計量檢定過程中需要記錄的數據有21 個，需要計算判斷的數據和結論有15 個，如果人工計算，一只耳溫計大概需要花費10 min 的時間，且易出錯造成誤判和重復檢定。如果使用數據自動分析處理功能，將會節省99%的計算時間，按每年需要檢定1500 支紅外耳溫計來計算，則一年可以節省人工250 h，大幅提高工作效率。