【摘要】采用固定點裝置對數(shù)字溫度計進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠有效提升校準(zhǔn)不確定度水平。本文對基于固定點裝置的校準(zhǔn)方法進(jìn)行了描述，并對校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，采用固定點裝置對數(shù)字溫度計進(jìn)行校準(zhǔn)能夠有效提高不確定度水平，有利于高精度數(shù)字溫度計技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用場景的拓展。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字溫度計；固定點；不確定度

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.070

Analysis of Measurement Uncertainty of Digital Thermometer Based on Fixed Point Method

WANG Haitao

（Liaoning Institute of Measurement， Shenyang 110004， China）

Abstract： The calibration of digital thermometers using a fixed-point device can effectively improve the calibration uncertainty level. This paper describes the calibration method based on the fixed-point device and analyzed the uncertainty of the calibration results. The results show that the calibration of digital thermometers using fixed-point devices can effectively improve the level of uncertainty， which was conducive to the development of high-precision digital thermometer technology and the expansion of application scenarios.

Keywords： digital thermometer； fixed point device； uncertainty

0引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)需求不斷增加以及儀表技術(shù)水平不斷提高，高精度數(shù)字溫度計在精密測量領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。由于數(shù)字溫度計具有便攜性以及讀數(shù)便捷性，對技術(shù)人員的要求遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計和精密水銀溫度計，因而高精度數(shù)字溫度計在某些領(lǐng)域有替代水銀溫度計的趨勢。

近幾年，隨著工業(yè)水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)?shù)字溫度計的要求不斷提高，生產(chǎn)廠商為了滿足市場的需求，不斷提升數(shù)字溫度計的精度。這就使得高精度數(shù)字溫度計成了數(shù)字溫度計的重要細(xì)分市場，進(jìn)而對于數(shù)字溫度計的計量要求也隨之不斷提升。為了生產(chǎn)精度高、穩(wěn)定性好的數(shù)字溫度計，一些廠商通過篩選穩(wěn)定性好的工業(yè)鉑熱電阻，并標(biāo)定a、b、c系數(shù)，將系數(shù)寫入儀表，以提升數(shù)字溫度計的整體測量精度。還有一些生產(chǎn)商則直接使用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計作為測溫傳感器，將高精度數(shù)字溫度表作為測量和完成溫度轉(zhuǎn)換的設(shè)備，測量時首先需要對標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的參數(shù)進(jìn)行測量，然后將a4、b4、a8、b8等參數(shù)輸入高精度數(shù)字表中，組成一整套測溫系統(tǒng)來獲得較高的測量精度。

傳統(tǒng)的基于恒溫槽提供溫場的測量方式受恒溫槽溫場穩(wěn)定性、溫場均勻性、標(biāo)準(zhǔn)器的漂移等因素的影響，其測量不確定度水平已經(jīng)很難滿足日益提高的校準(zhǔn)要求。而固定點裝置采用一系列單質(zhì)高純金屬或者非金屬，利用其在一定壓力下相變過程中的溫度相對穩(wěn)定的特點制成。ITS-90國際溫標(biāo)中規(guī)定了從-189.3442～961.78℃的9個固定點用于溫度校準(zhǔn)。固定點裝置具備穩(wěn)定性高、復(fù)現(xiàn)性好等優(yōu)點，因而采用固定點裝置提供穩(wěn)定溫場成為一種較好的解決方案。

1測量設(shè)備及測量方法介紹

校準(zhǔn)設(shè)備采用一等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計及經(jīng)過校準(zhǔn)的一系列三相點裝置，溫度范圍為-189.3442～660.323℃，其基本技術(shù)指標(biāo)見表1。

被測對象是由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計與高精度數(shù)字表組成的數(shù)字溫度計，其分辨力可達(dá)到0.001℃，且具有較好的重復(fù)性。

校準(zhǔn)時，將預(yù)熱15 min以上的數(shù)字溫度計的傳感器插入復(fù)現(xiàn)好的固定點裝置中，待讀數(shù)穩(wěn)定后（通常時間不小于20 min），讀取數(shù)據(jù)，每個校準(zhǔn)點測量4次，取平均值作為被測數(shù)字溫度計示值。

2不確定度評定

根據(jù)不確定評定理論和方法對示值誤差測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定。

2.7不同校準(zhǔn)點的測量不確定度評估

對不同溫度范圍進(jìn)行不確定度評估見表3。

3結(jié)束語

采用固定點裝置提供穩(wěn)定溫場得到的不確定度遠(yuǎn)小于采用比較法得到的不確定度。更小的不確定度水平不但能夠使用戶更方便地開展工作，擴展數(shù)字溫度計的應(yīng)用場景，而且還可以提升數(shù)字溫度計的生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)數(shù)字溫度計技術(shù)不斷發(fā)展。

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【作者簡介】

王海濤，男，1985年出生，高級工程師，研究方向為溫度與熱物性計量。

（編輯：李加鵬）