數(shù)字溫度計(jì)示值誤差測(cè)量方法與不確定度評(píng)定

李銀花 趙帥 甄興虎 張新聞

摘 要：溫度是人類接觸最早的物理量，隨著測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字溫度計(jì)因其讀數(shù)直觀、分辨力高、使用方便，目前已廣泛應(yīng)用于人類生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。本文參考JJG 130-2011和JJF 1908-2021制定了數(shù)字溫度計(jì)示值誤差的測(cè)量方法并對(duì)其測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析評(píng)定。

關(guān)鍵詞：數(shù)字溫度計(jì)，測(cè)量方法，示值誤差，不確定度

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.10.067

Measurement Method of Indication Error of Digital Thermometer and Evaluation of Uncertainty

LI Yinhua1* ZHAO Shuai2 ZHEN Xinghu1 ZHANG Xinwen1

（1. Hami Inspection Institute of Quality and Measurement； 2. China Coal Hami Power Generation Co.， Ltd.）Abstract： Temperature is the earliest physical quantity that human beings contact earliest. With the development of temperature measurement technology， digital thermometer has been widely used in human life， industrial and agricultural production and other fi elds due to its intuitive reading， high resolution and easy operation. This paper refers to JJG 130-2011 and JJF 1908-2021 to formulate the measurement method of the indication error of digital thermometer and analyze and evaluate the uncertainty of the measurement results.

Keywords： digital thermometer， measurement method， error of indication， uncertainty

0 引 言

數(shù)字溫度計(jì)無讀數(shù)視差、準(zhǔn)確度良好，因此其使用量日益增長(zhǎng)，在醫(yī)療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、節(jié)約能源等領(lǐng)域起到了至關(guān)重要的作用，但目前暫無相應(yīng)的國(guó)家檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范對(duì)數(shù)字溫度計(jì)的測(cè)量進(jìn)行具體規(guī)定[1]。本文參考JJG 130-2011《工作用玻璃液體溫度計(jì)》和JJF 1908-2021《雙金屬溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》制定了數(shù)字溫度計(jì)示值誤差的測(cè)量方法，并依據(jù)制定的方法對(duì)數(shù)字溫度計(jì)的示值誤差進(jìn)行了測(cè)量，基于JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析與評(píng)定。

1 示值誤差測(cè)量方法

1.1 適用范圍

該方法適用于由各類溫度傳感器和數(shù)字指示儀構(gòu)成的測(cè)量范圍為（-30～300）℃，感溫元件外置，分辨力不超過0.01℃的數(shù)字溫度計(jì)的校準(zhǔn)。

1.2 環(huán)境條件

溫度：（15～35）℃，相對(duì)濕度：≤85%；周圍除地磁場(chǎng)外，應(yīng)無影響其正常工作的外磁場(chǎng)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

校準(zhǔn)所需的標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備可以從表1中參考選擇。

1.4 校準(zhǔn)方法

1.4.1 通電預(yù)熱

溫度計(jì)在校準(zhǔn)前應(yīng)預(yù)熱15 min以上，或按制造廠說明書中的規(guī)定進(jìn)行。

1.4.2 校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

溫度計(jì)的校準(zhǔn)點(diǎn)一般不少于5個(gè)，應(yīng)均勻分布在溫度計(jì)量程范圍內(nèi)，一般包括上限值、下限值。帶有負(fù)溫區(qū)的溫度計(jì)，校準(zhǔn)點(diǎn)還應(yīng)包括0 ℃。當(dāng)量程不超過50℃時(shí)，校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)不少于3個(gè)。

也可根據(jù)用戶要求選擇校準(zhǔn)點(diǎn)。

1.4.3 示值誤差校準(zhǔn)方法

溫度計(jì)示值誤差校準(zhǔn)時(shí)，通常以0 ℃為界，分別向上限或下限方向進(jìn)行。

將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被校溫度計(jì)的傳感器按規(guī)定的浸沒深度插入溫度源內(nèi)，并使溫度計(jì)的傳感器盡可能靠近標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，恒溫槽實(shí)際溫度偏離校準(zhǔn)點(diǎn)不超過±0.2 ℃（以標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)為準(zhǔn)）。待示值穩(wěn)定后開始讀數(shù)，其順序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)器→被校1→被校2……被校n，然后再按相反順序讀數(shù)返回到標(biāo)準(zhǔn)器。以2次循環(huán)讀數(shù)的平均值計(jì)算溫度計(jì)的示值誤差。

2 不確定度評(píng)定

2.1 已知條件

環(huán)境條件：環(huán)境溫度23 ℃，相對(duì)濕度16%。

被測(cè)對(duì)象：數(shù)字溫度計(jì)，測(cè)量范圍（0～200） ℃，分辨力0.01 ℃。

校準(zhǔn)點(diǎn)：0 ℃、50 ℃、100 ℃、150 ℃、200 ℃。

2.2 測(cè)量模型

2.6 各測(cè)量點(diǎn)不確定度評(píng)定匯總表

根據(jù)同樣的方法評(píng)定其余各溫度點(diǎn)的不確定度，在測(cè)量范圍（0～200）℃內(nèi)，數(shù)字溫度計(jì)在各測(cè)量點(diǎn)示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果如表6所示。

2.7 測(cè)量結(jié)果報(bào)告

測(cè)量結(jié)果取平均值，經(jīng)上述數(shù)據(jù)分析可得，該數(shù)字溫度計(jì)在測(cè)量范圍內(nèi)各測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果報(bào)告如表7所示。

參考文獻(xiàn)

[1]王孔祥.數(shù)字溫度計(jì)校準(zhǔn)方法及不確定度評(píng)定[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2007（5）：38-41.

[2]李銀花，甄興虎，于成，等.一般壓力表在規(guī)范化常規(guī)測(cè)量中示值誤差的測(cè)量不確定度評(píng)定[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2021（10）：169-172.

[3]劉絢.工業(yè)鉑電阻測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定[J].工業(yè)計(jì)量，2012，22（2）：46-47.

作者簡(jiǎn)介

李銀花，通信作者，碩士研究生，工程師，主要從事壓力、溫度、化學(xué)計(jì)量。

趙帥，本科，助理工程師，主要從事壓力、溫度計(jì)量。

甄興虎，本科，工程師，主要從事計(jì)量管理與壓力、溫度、流量計(jì)量。

張新聞，本科，高級(jí)工程師，主要從事計(jì)量管理與壓力、力值計(jì)量。

（責(zé)任編輯：袁文靜）