真空干燥箱的應用越來越廣泛, 如何做好真空干燥箱的校準及量值傳遞工作是溫度專業計量工作人員應關注的重點。本文以具體測量點為實例, 詳細的分析了上海一恒科學儀器有限公司真空干燥箱溫度偏差及真空度偏差的測量結果不確定度, 為真空干燥箱的量值傳遞提供了一定依據。

真空干燥箱在實際計量檢測過程中涉及溫度和真空度的檢測。通過具體實例, 按溫度和壓力兩部分對真空干燥箱校準的不確定度進行詳細闡述。

1 真空干燥箱溫度偏差測量結果不確定度評定

1.1 不確定度傳播率

測量真空干燥箱[1]溫度偏差所用測量標準設備為工業鉑熱電阻及配套數字儀表 (以六位半為例) 組成的裝置。

1.1.1 測量模型

溫度偏差的計算公式為

式中:Δtd為溫度偏差, ℃;td為被校真空干燥箱溫度示值, ℃;to為標準器溫度示值, ℃。

細化其測量不確定度分量, 將to細化分為to1, to2, to3, 則測量模型為

式中:Εx (t) 為溫度偏差, ℃;td為真空干燥箱儀表顯示溫度分辨力帶來的影響, ℃;to1為標準器分辨力帶來的的影響, ℃;to2為標準器修正值帶來的的影響, ℃;to3為標準器在中心點測量重復性帶來的影響, ℃。

1.1.2 不確定度傳播率

測量模型中的各分量彼此獨立不相關, 則

式中:靈敏度系數c1=1, c2=1, c3=1, c4=-1。

1.2 標準不確定度分量的來源及評定

1.2.1 真空干燥箱儀表顯示溫度分辨力帶來的標準不確定度u (td)

被校真空干燥箱儀表顯示溫度的分辨力為1℃時, 不確定度區間半寬為0.5℃, 按均勻分布, , 其標準不確定度為

1.2.2 標準器分辨力帶來的標準不確定度u (to1)

工業鉑熱電阻及其配套儀表 (以六位半為例) 的分辨力可精確到0.0001℃。但當被校真空干燥箱分辨力不同時, 可以按不同分辨力來進行計算, 以真空干燥箱分辨率為1℃為例, 標準器可以按分辨力為0.1℃來計算。不確定度區間半寬為0.05℃, 按均勻分布, , 其標準不確定度為

1.2.3 標準器修正值帶來的標準不確定度u (to2)

工業鉑熱電阻及其配套儀表整體擴展不確定度為0.09℃, 依照證書, 按正態分布考慮, 取置信因子k=2, 則標準器修正值帶來的標準不確定度分量為

1.2.4 標準器在中心點測量重復性帶來的不確定度u (to3)

以被校真空干燥箱在150℃下校準為例, 測量10次, 數據分別為149.9, 149.8, 149.7, 149.8, 149.7, 149.8, 149.9, 149.8, 149.8, 149.7℃。

單次測量的實驗標準差為

實際校準過程測量15次, 則測量結果平均值的標準不確定度

為避免重復計算, 標準器的重復性, 分辨力及修正值帶來的標準不確定度3項, 只取最大值, 因此保留最大影響量u (to2) , 舍棄u (to1) 和u (to3) 。