（遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心，遼寧沈陽(yáng) 110036）

溫度指示控制儀是由測(cè)溫、控制兩部分共同或單獨(dú)組成的裝置。測(cè)溫部分是根據(jù)測(cè)溫傳感器隨溫度變化而變化的特性,經(jīng)相應(yīng)電路（包括應(yīng)用運(yùn)算放大器、微處理器等）處理后，由儀表上指示（顯示）出相應(yīng)的溫度?？販夭糠钟稍O(shè)定電路、相應(yīng)的信號(hào)處理電路及比較電路、位式控制執(zhí)行電路組成。

其不同于數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀需要與熱電偶或鉑電阻連接在一起使用，也不同于雙金屬溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)，他們的顯示器一般為指針式且一般為金屬材料，質(zhì)量較重。而溫度指示控制儀具有短小輕便、方便讀數(shù)、靈敏度高等特點(diǎn)。

1 概述

1.1 測(cè)量依據(jù)

JJG 874-2007《溫度指示控制儀檢定規(guī)程》。

1.2 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)：

1.3 被測(cè)對(duì)象

（1）溫度指示控制儀，分度值0.1 ℃，溫度范圍(-30～300)℃；

（2）溫度指示控制儀，分度值1 ℃，溫度范圍(-30～300)℃。

1.4 測(cè)量方法

用比較法將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和被檢溫度指示控制儀同置于恒溫槽中，待示值穩(wěn)定后，讀數(shù)從標(biāo)準(zhǔn)開始讀至被檢，然后再?gòu)谋粰z讀至標(biāo)準(zhǔn)，溫度指示控制儀讀數(shù)2 次。分別計(jì)算算術(shù)平均值，得到標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被檢溫度計(jì)的示值，然后通過(guò)公式計(jì)算得出示值的修正值[1]。

2 數(shù)學(xué)模型及靈敏系數(shù)

2.1 數(shù)學(xué)模型

y=t-A-x[2]

式中：

y—被檢點(diǎn)溫控儀示值誤差，單位為℃；

t—被檢溫控儀示值，單位為℃；

A—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值，單位為℃；

x—標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)該檢定點(diǎn)證書上修正值，單位為℃。

2.2 靈敏系數(shù)

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1 輸入量t 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定u(t)

（1）被檢溫控儀示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t1)，用A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。分別將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和不同分度值的被檢溫控儀同時(shí)放入恒定的校準(zhǔn)點(diǎn)溫度的恒溫槽中，待示值穩(wěn)定后，對(duì)被檢溫控儀進(jìn)行10 次重復(fù)測(cè)量，單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差如表1 所示。

表1 單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差（單位℃）

（2）被檢溫控儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t2)，用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定，按均勻分布處理。由被檢溫度計(jì)讀數(shù)分辨力引入的不確定度如表2 所示。

表2 被檢溫度計(jì)讀數(shù)分辨力引入的不確定度（單位℃）

因?yàn)閡(t1)、u(t2)取大者，所以經(jīng)過(guò)計(jì)算u(t)如表3 所示。

表3 輸入量t 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t)（單位℃）

3.2 輸入量A 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定u(A)

（1）標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A1)，用A 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和被檢控溫儀同時(shí)放入恒定的檢定點(diǎn)溫度的恒溫槽中，待示值穩(wěn)定后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)進(jìn)行10 次重復(fù)測(cè)量，結(jié)果如表4 所示。

（2）標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)讀數(shù)分辨力（估讀）引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A2)，用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的讀數(shù)分辯力為其分度值的1/10，即0.01℃，則不確定度區(qū)間半寬為0.01℃，按均勻分布處理。

表4 標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)10 次重復(fù)測(cè)量的值（單位℃）

（3）標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)讀數(shù)時(shí)視線不垂直引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A3)，用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)讀數(shù)誤差范圍為±0.005℃，則不確定度區(qū)間半寬分別為0.005℃，按反正弦分布處理。

（4）由恒溫槽溫場(chǎng)不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A4)，用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。由規(guī)程中對(duì)恒溫槽的技術(shù)條件可知，考慮工作區(qū)域最大溫差，都按均勻分布處理，不確定度分別如表5 所示。

表5 恒溫槽溫場(chǎng)不均勻引入的不確定度（單位℃）

（5）恒溫溫度波動(dòng)度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A5)，用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。由規(guī)程中對(duì)恒溫槽的技術(shù)條件可知，考慮控溫波動(dòng)度，都按均勻分布處理，不確定度分別如表6 所示。

因?yàn)閡(A1)、u(A2)、u(A3)、u(A4)、u(A5)互不相關(guān)且u(A1)大于u(A2)，所以：

表6 由控溫波動(dòng)度引入的不確定度（單位℃）

表7 由輸入量A 引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(A)（單位℃）

經(jīng)過(guò)計(jì)算，結(jié)果如表7 所示。

3.3 輸入量x 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定u(x)

標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)檢定點(diǎn)證書上的修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(x)，由其檢定規(guī)程上相應(yīng)檢定點(diǎn)的最大允許誤差作為區(qū)間半寬來(lái)評(píng)定，因此測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度用B 類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定分別為：

表8 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(y)（單位℃）

表9 擴(kuò)展不確定度U（單位℃）

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

因?yàn)橐陨细黜?xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

經(jīng)過(guò)計(jì)算，結(jié)果如表8 所示。

5 擴(kuò)展不確定度計(jì)算

取k=2，擴(kuò)展不確定度U=2uc(y) 。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，結(jié)果如表9 所示。

表10分度值為0.1℃的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及擴(kuò)展不確定度

6 溫度指示控制儀測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定（各校準(zhǔn)點(diǎn)）[3]

根據(jù)JJG 874-2007《溫度指示控制儀檢定規(guī)程》的規(guī)定，對(duì)溫度指示控制儀全量程范圍內(nèi)的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及擴(kuò)展不確定度如表10 和表11 所示。

7 測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

分度值：0.1℃，測(cè)量范圍為（-60～300）℃，U=0.5℃，k=2。

分度值：1℃，測(cè)量范圍為（-60～300）℃，U=0.8℃，k=2。

8 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)溫度指示控制儀測(cè)量結(jié)果不確定度的分析評(píng)定，給出了不同分度值相對(duì)應(yīng)的不同測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量不確定度分量，進(jìn)一步細(xì)化了評(píng)定過(guò)程，為廣大溫度計(jì)量工作者在建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)提供了方法，為溫度指示控制儀的準(zhǔn)確使用提供了技術(shù)支撐。