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高精度恒温槽温度均匀性的测量方法

点击次数:2644 更新时间:2018-06-08

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OAOB点之间的温度差,通过两者的差,得到A 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

△tA-B = (RA-O – RB-O)/(dR/dt)t=t1

式中:

△tA-B--为恒温槽工作区域内AB两点的温度差,单位℃

RA-O --为A点相对于O点的电阻差值,单位Ω

RB-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

△tA-B = (RA-O – RB-O

3.不确定度来源

⑴测量重复性引入的不确定度

⑵RA-O项引入的标准不确定度

⑶RB-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=12=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

u3.1=1√3=0.58(mk)

⑵电测仪表分辨力引入的标准不确定度u3.2

  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

 

u3.2=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u3.3

  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

u3.3=0.5√3=0.29(mk)

5 合成标准不确定度

uc=1√u1+u2+u3=2.24(mk)

6. 扩展不确定度取k=2,则

U=k×uc≈4(mK)