真空干燥箱的应用越来越广泛, 如何做好真空干燥箱的校准及量值传递工作是温度专业计量工作人员应关注的重点。本文以具体测量点为实例, 详细的分析了上海一恒科学仪器有限公司真空干燥箱温度偏差及真空度偏差的测量结果不确定度, 为真空干燥箱的量值传递提供了一定依据。

真空干燥箱在实际计量检测过程中涉及温度和真空度的检测。通过具体实例, 按温度和压力两部分对真空干燥箱校准的不确定度进行详细阐述。

1 真空干燥箱温度偏差测量结果不确定度评定

1.1 不确定度传播率

测量真空干燥箱[1]温度偏差所用测量标准设备为工业铂热电阻及配套数字仪表 (以六位半为例) 组成的装置。

1.1.1 测量模型

温度偏差的计算公式为

式中:Δtd为温度偏差, ℃;td为被校真空干燥箱温度示值, ℃;to为标准器温度示值, ℃。

细化其测量不确定度分量, 将to细化分为to1, to2, to3, 则测量模型为

式中:Εx (t) 为温度偏差, ℃;td为真空干燥箱仪表显示温度分辨力带来的影响, ℃;to1为标准器分辨力带来的的影响, ℃;to2为标准器修正值带来的的影响, ℃;to3为标准器在中心点测量重复性带来的影响, ℃。

1.1.2 不确定度传播率

测量模型中的各分量彼此独立不相关, 则

式中:灵敏度系数c1=1, c2=1, c3=1, c4=-1。

1.2 标准不确定度分量的来源及评定

1.2.1 真空干燥箱仪表显示温度分辨力带来的标准不确定度u (td)

被校真空干燥箱仪表显示温度的分辨力为1℃时, 不确定度区间半宽为0.5℃, 按均匀分布, , 其标准不确定度为

1.2.2 标准器分辨力带来的标准不确定度u (to1)

工业铂热电阻及其配套仪表 (以六位半为例) 的分辨力可精确到0.0001℃。但当被校真空干燥箱分辨力不同时, 可以按不同分辨力来进行计算, 以真空干燥箱分辨率为1℃为例, 标准器可以按分辨力为0.1℃来计算。不确定度区间半宽为0.05℃, 按均匀分布, , 其标准不确定度为

1.2.3 标准器修正值带来的标准不确定度u (to2)

工业铂热电阻及其配套仪表整体扩展不确定度为0.09℃, 依照证书, 按正态分布考虑, 取置信因子k=2, 则标准器修正值带来的标准不确定度分量为

1.2.4 标准器在中心点测量重复性带来的不确定度u (to3)

以被校真空干燥箱在150℃下校准为例, 测量10次, 数据分别为149.9, 149.8, 149.7, 149.8, 149.7, 149.8, 149.9, 149.8, 149.8, 149.7℃。

单次测量的实验标准差为

实际校准过程测量15次, 则测量结果平均值的标准不确定度

为避免重复计算, 标准器的重复性, 分辨力及修正值带来的标准不确定度3项, 只取最大值, 因此保留最大影响量u (to2) , 舍弃u (to1) 和u (to3) 。