高精度恒温槽温度均匀性的测量方法

高精度恒温槽温度均匀性的测量方法

    高精度恒温槽是为了迎合各计量、电子、化工、环保、医药、能源、炼油、冶金、轻工、军工等部门及科研院所等对恒温精度要求*而研制，因其对温度的度要求很高，因此需要科学的检测其温度均匀性

1. 测量方法：

    选择两支二等标准铂电阻温度计，配接高精密数字多用表，进行测量_。 —支作为固定 温度计固定在恒温槽工作区域内的O点，另一支作为移动温度计分别固定在工作区域内的 A点和B点，通过参考位罝法得到OA和OB点之间的温度差，通过两者的差，得到A点 和B点的温差，学则测量温度为50

2. 数学模型

恒温槽工作区域内A/B两点的温度差为

△t_A-B = (R_A-O – R_B-O）/（dR/dt）_t=t1

式中：

△t_A-B--为恒温槽工作区域内A、B两点的温度差，单位℃

R_A-O --为A点相对于O点的电阻差值，单位Ω

R_B-O --为B点相对于O点的电阻差值，单位Ω

(dR/dt)_t=tf --为标准铂电阻在测试温度t1的电阻变化率。

将电阻转化为温度时，式可表示为

△t_A-B = (R_A-O – R_B-O）

3.不确定度来源

⑴测量重复性引入的不确定度

⑵R_A-O项引入的标准不确定度

⑶R_B-O项引入的标准不确定度

4. 标准不确定度分量的计算

4.1 测量重复性引入的标准不确定度分量u1

  在50℃时，按照本规程的测试方法对A和B两点的温差测试10次，得到s=0.001℃。

  则：u1=0.002℃=2（mK）

4.2 u（△t _A-O）项引入的标准不确定度分量u2

  主要包括两支标准铂电阻温度计差值的短期稳定性，电测仪表分辩力、两侧量孔内温度变化不一致性等（由于两支铂电阻量程基本一致时）电测仪表短期稳定性引入的不确定度可以忽略），属B类评定

⑴两支标准铂电阻温度计之间短期稳定性引入的标准不确定度u2.1

  两支标准铂电阻温度计，在短期内(―般不超过lOmin)互相产生的变化估计为1mK， 按均匀分布处理，则：

u2.1=1√2=0.58（mK）

⑵电测仪表分辩力引入不标准不确定度u2.2

  数字多用表分辩力为0.1mΩ（使用Pt25Ω铂电阻相当于1mk），读数区间的半宽为分辩力的一半，即a=1/2=0.5（mk）按均匀分布处理，则：

u3=0.5/√3=0.29（mK）

⑶两测量孔内温度变化不一致引入的标准不确定度u2.3

两支铂电阻温度计分别插在两个孔内，两个孔内温度变化存在不一致的可能，估计不超过1mk，取半宽区间为0.5mk，按均匀分布处理，则：

u2.3=0.5/√3=0.29（mk）

4.3 u（△t _B-O）项引入的标准不确定度分量u₃

  主要包括两支标准铂电阻温度计差值的短期稳定性，电测仪表分辨力、两侧量孔内温度变化不一致性等（由于两支铂电阻量程基本一致时）电测仪表短期稳定性引入的不确定度可以忽略），属B类评定

⑴两支标准铂电阻温度计，在短期内（一般不超过10min）相互产生的变化估计为1mk，按均匀分布处理，则

u_3.1=1√3=0.58（mk）

⑵电测仪表分辨力引入的标准不确定度u_3.2

  数字多用表分辨力为0.1mΩ（使用Pt25Ω铂电阻相当于1mk），读数区间的半宽为分辩力的一半，即a=1/2=0.5（mk）按均匀分布处理，则

u_3.2=0.5√3=0.29（mk）

⑶两测量孔内温度变化不一致引入的标准不确定度u_3.3

  两支铂电阻温度计分别插在两个孔内，两个孔内温度变化存在不一致的可能，估计不超过1mk，取半宽区间为0.5mk，按均匀分布处理，则

u_3.3=0.5√3=0.29（mk）

5 合成标准不确定度

u_c=1√u1+u2+u3=2.24（mk）

6. 扩展不确定度取k=2，则

U=k×u_c≈4（mK）