【摘要】本文以溫度測量系統作為測量標準,對電熱恒溫水浴鍋進行校準,通過評估測量結果的不確定度,實現對被校水浴鍋性能的準確評價。
【關鍵詞】溫度均勻度;溫度波動度;溫度偏差;不確定度
【DOI編碼】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
電熱恒溫水浴鍋(以下簡稱“水浴鍋”)由控溫系統、電熱體和鍋體三部分組成。其外殼用鋼板沖壓成型,中層填充保溫材料,內膽用金屬板制成。水浴鍋分單列式和雙列式,控溫范圍為5~100℃,是廣泛應用于實驗室、醫療、制藥、環保和工業等領域的恒溫加熱設備。
2.1校準環境
被校水浴鍋周圍應無強烈振動及腐蝕氣體存在,避免其他冷熱源的影響。環境溫度維持在15~35℃,相對濕度不大于85%。本次評定的水浴鍋的分辨力為0.1℃,校準溫度為60℃。校準用標準器信息見表1。

2.2校準方法
在水浴鍋內布置5個測溫點,工作區的幾何中心為測溫O點,其余各測溫點到水浴鍋內壁的距離為水浴鍋各邊長的1/10,溫度傳感器距擱板20 mm;接通水浴鍋電源,設定被校準溫度,當升到設定溫度待穩定后,開始用溫度測量系統測量;在30 min內,每隔3 min測量1次,共測量10次,記錄各測溫點和水浴鍋顯示的溫度值。
在測量中,各個測溫點測得的溫度平均值修正后(實際溫度)的最大值和最小值之差為溫度均勻性;在工作區幾何中心O點測得的最高溫度與最低溫度之差的一半為溫度波動度;顯示溫度平均值與工作區幾何中心O點實際溫度的差值為溫度偏差。
3.1溫度均勻性


不確定度來源于測量重復性、測量標準的修正值、測量標準的分辨力和水浴鍋顯示溫度等。
4.1溫度均勻性的標準不確定度分量
4.1.1輸入量tpmax的標準不確定度u()
tpmax
4.1.1.1輸入量tpmax測量重復性引入的不確定度u()
tpmax1
當水浴鍋設定校準溫度為60.0℃時,在溫度平均值最大的測量點上測量10次,按A類方法評定,按正態分布考慮,其測量列見表2。
計算單次實驗標準偏差為:

當水浴鍋設定校準溫度為60.0℃時,在溫度平均值最小的測量點上測量10次,按A類方法評定,按正態分布考慮,其測量列見表3。




溫度均勻性標準不確定度分量匯總見表5。

溫度波動度標準不確定度分量匯總見表6。

溫度偏差標準不確定度分量匯總見表7。


【參考材料】
[1]電熱恒溫水浴鍋校準規范:JJF(遼)118—2011[S].
【作者簡介】
苗麗,女,1966年出生,高級工程師,碩士,研究方向為計量檢測。
(編輯:李加鵬)