張 利，王選擇

（湖北工業(yè)大學機械工程學院，湖北 武漢430068）

環(huán)境試驗設備標準裝置是校準各種類型環(huán)境試驗設備主要技術指標的專用計量校準裝置.為了保證溫度量值的準確傳遞，根據(jù)中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JF1101－2003《環(huán)境試驗設備溫度、濕度校準規(guī)范》的要求，需對環(huán)境試驗設備偏差測量不確定度的評定進行考核，以確保偏差測量的不確定度和其他因素不會給測量結果帶來不利影響.

1 環(huán)境試驗設備偏差測量標準裝置的工作原理

環(huán)境試驗設備偏差測量標準裝置可實時在線性測量，并能同時多路自動采集鉑電阻的溫度感應信號，是校準環(huán)境試驗設備最先進、最方便、最實用的計量校準裝置.本環(huán)境試驗設備標準裝置是基于KEITHLEY的2701多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要針對環(huán)境試驗設備的校準，具有中文操作界面、兼容各種常見接口連接方式、兼容2700／2701各種模塊、能實現(xiàn)對溫度／相對濕度／電壓輸出傳感器等參數(shù)進行高精度測量的特點，軟件帶有計測量參數(shù)自動計算、數(shù)據(jù)存儲與分析、文件分割等實用工具.軟件中的測量參數(shù)自動計算依據(jù)《環(huán)境試驗設備溫度、濕度校準規(guī)范》.本裝置配置嚴格遵守 GB／T2423.4－1993《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程》、和《環(huán)境實驗設備溫度、濕度校準規(guī)范》.它利用鉑電阻檢測環(huán)境試驗設備的溫度，用2701的采集卡多路溫度自動切換采集后輸送計算機，實現(xiàn)自動程序控溫進行分析計算處理.校準過程規(guī)范化，標準化.

該裝置主要由二等標準PT100鉑電阻、多路數(shù)據(jù)采集卡、2701多功能數(shù)字表、配套用DELL計算機及基于KEITHLEY的2701多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件、網(wǎng)線等儀器設備組成.可以對工作用各類環(huán)境試驗設備的主要參數(shù)進行測量校準.

環(huán)境試驗設備偏差不確定度評定試驗流程如圖1所示，標準裝置的計算機多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件界面圖如圖2所示.

2 引起環(huán)境試驗設備偏差測量不確定度的各種因素

本次偏差測量的不確定度評定以環(huán)境試驗設備標準裝置校準HTF323C型電熱鼓風干燥箱為例.在現(xiàn)有條件下，對該環(huán)境試驗設備偏差進行不確定度評定［1］.

經(jīng)分析，在環(huán)境試驗設備標準裝置校準干燥箱時，偏差不確定度的來源主要有以下幾個因素：1）偏差測量引起的不確定度；2）二等標準鉑電阻引入不確定度；3）標準用多功能數(shù)字表溫度檔測溫引入的不確定度；4）環(huán)境條件引入的不確定度［2－3］.

由于校準環(huán)境（如溫、濕度）能滿足校準規(guī)范的要求，在校準人員認真執(zhí)行校準規(guī)程和操作規(guī)程的條件下，環(huán)境條件引入的不確定度可忽略不計.因此僅就其他幾個因素引起的不確定度分別進行分析評定.

3 環(huán)境試驗設備標準裝置測量不確定度評定

3.1 偏差測量引起的不確定度評定

在裝置工作正常情況下，采用直接測量法測量評定.環(huán)境試驗設備標準裝置校準HTF323C型電熱鼓風干燥箱，在干燥箱恒定在100℃時進行測試，9點連續(xù)15次重復測量，其數(shù)據(jù)見表1［4］.

表1 重復性測量數(shù)據(jù)表

根據(jù)數(shù)學模型uA1＝a1／k1.式中：uA1為二等標準鉑電阻偏差測量引起的不確定度，a1為二等標準鉑電阻偏差測量修正值.偏差測量引起的不確定度評定uA為A類，按正態(tài)分布，取置信水平p1＝95%，查正態(tài)分布表得k1＝2，則二等標準鉑電阻偏差測量引起的不確定度uA1＝a1／k1＝0.14／2＝0.07（℃）.

3.2 二等標準鉑電阻引入不確定度的評定

二等標準鉑電阻引入的不確定度評定方法采用直接測量法測量評定.根據(jù)中國船舶工業(yè)武漢綜合計量測試檢定站對二等標準鉑電阻的檢定，結果如表2所示，

表2 二等標準鉑電阻的檢定結果

二等標準鉑電阻修正平均值aB1，評定二等標準鉑電阻引入的不確定度.根據(jù)數(shù)學模型uB1＝aB1／k1.式中：uB1為二等標準鉑電阻引入的不確定度，aB1為二等標準鉑電阻修正值.二等標準鉑電阻引入的不確定度的評定uB1為B類，二等標準鉑電阻修正平均值aB1＝0.09℃.按正態(tài)分布，取置信水平p1＝95%，查正態(tài)分布表k1＝2.則二等標準鉑電阻引入的不確定度uB1＝a1／k＝0.09／2＝0.045（℃）.

3.3 標準用多功能數(shù)字表溫度檔測溫引入的不確定度的評定

標準用多功能數(shù)字表溫度檔測溫引入的不確定度采用直接測量法測量評定.用電工產(chǎn)品檢測中心對標準用多功能數(shù)字表溫度檔檢定結果給出的修正值aB2，評定用多功能數(shù)字表引入的不確定度.

根據(jù)數(shù)學模型uB2＝aB2／k2，式中：uB2為標準用多功能數(shù)字表引入的不確定度，aB2為標準用多功能數(shù)字表修正值.標準用多功能數(shù)字表溫度檔測溫引入的不確定度uB2為B類.根據(jù)標準用直流數(shù)字表修正值a2，計算標準用直流數(shù)字表不準確引入的不確定度.按正態(tài)分布取置信水平p2＝95%，查正態(tài)分布表k2＝2.則標準用直流數(shù)字表不準確引入的不確定度uB2＝aB2／k2＝0.06／2＝0.03（℃）.

3.4 標準不確定度的評定

上述環(huán)境試驗設備偏差不確定度評定校準裝置的各不確定度分量相互獨立.各分量標準不確定度見表3.

則其合成標準不確定度根據(jù)公式

環(huán)境試驗設備偏差測量的合成標準不確定度為0.08℃.

表3 合成標準不確定度分量一覽表

3.5 擴展不確定度的評定

根據(jù)正態(tài)分布，取置信水平為95%，k＝2，則環(huán)境試驗設備偏差測量的擴展不確定度Uc＝k×uc＝0.16℃.

4 結論

通過對環(huán)境試驗設備的偏差測量不確定度在現(xiàn)有條件下的來源進行分析并實際測量，對偏差測量不確定度進行分析評定，評定結果能夠全面反映環(huán)境試驗設備偏差情況，為環(huán)境試驗設備量值傳遞提供了依據(jù).

［1］劉安平，喬 東，施昌彥，等.檢測和校準實驗室能力的通用要求［M］.北京：中國標準出版社，1999.

［2］國際標準化組織，國際電工委員會，國際計量局，等.JJF1O59—1999《測量不確定度評定與表示》［S／OL］.［2011－10－01］http：／／nb.iwhr.com／nwxw／news／li070809－bz5.pdf

［3］倪育才.實用測量不確定度評定［M］.北京：中國計量出版社，2007.

［4］余 奇.環(huán)境實驗設備基本參數(shù)檢定方法［M］.北京：中國標準出版社，1999.