八、计量标准技术报告-工作用玻璃液体温度计校准装置

计量标准技术报告

计

量标准名称 工作用玻璃液体温度计校准装置

计量标准负责人 赵 顺 源 建标单位名称（公章） 上海颐森计量校准有限公司

填 写 日 期 2011.01.04

目 录

一、建立计量标准的目的…………………………………………………………(1) 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………………(1) 三、计量标准器及主要配套设备………………………………………………(2) 四、计量标准的主要技术指标…………………………………………………(3) 五、环境条件……………………………………………………………………(3) 六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………(4) 七、计量标准的重复性试验……………………………………………………(5) 八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………(6) 九、校准结果的测量不确定度评定………………………………………(7) 十、校准结果的验证…………………………………………………………(11) 十一、结论……………………………………………………………………(12) 十二、附加说明…………………………………………………………………(12)

一、建立计量标准的目的 拟申请校准实验室认可，开展工作用玻璃液体温度计的校准工作。 二、计量标准的工作原理及其组成 本标准装置工作原理：利用恒温液体槽产生一个稳定、均匀的温场，将二等标准水银温度计和被校的工作用玻璃液体温度计在恒温槽内进行比较法测量，得到标准温度计和被校温度计的示值，从而得出被校温度计的示值误差及修正值。 本标准装置主要由二等标准水银温度计一套和低温恒温槽、恒温油槽组成。

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三、计量标准器及主要配套设备 名 型 号 称 标准水银温度计 标准水银温度计 标准水银温度计 标准水银温度计 标准水银温度计 标准水银温度计 标准水银温度计 低温恒温槽 测量范围 不确定度 或准确度等级 或最大允许误差 二等 二等 二等 二等 二等 二等 二等 制造厂及 出厂编号 上海华辰 11437 上海华辰 20133 上海华辰 36218 上海华辰 48523 上海华辰 59535 上海华辰 66820 上海华辰 77886 湖州唯立 2155 湖州唯立 2156 检定周期检定或 或复校间校准机构 隔 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 上海计量院 2年 WBG-0-2 （-30~20）℃ WBG-0-2 （0~50）℃ 2年 计量标准器主要配套设备

WBG-0-2 （50~100）℃ WBG-0-2 （100~150）℃ WBG-0-2 （150~200）℃ WBG-0-2 （200~250）℃ WBG-0-2 （250~300）℃ 2年 2年 2年 2年 2年 RTS-35A （-35~95）℃ / 2年 恒温油槽 HTS-300A （50~300）℃ / 2年 2

四、计量标准的主要技术指标 标准水银温度计一套： 精度等级：二等 测量范围：（-30~300）℃ 五、环境条件 序号 项 目 要 求 实际情况 结 论 1 温 度 (15～35)℃ (20±3)℃ 合格 3

六、计量标准的量值溯源和传递框图 上 级 计 量 标 准 本 公 司 计 量 标 准 工 作 计 量 器 具

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标准铂电阻温度计 (-1.3442~660.323) ℃ 一等 比较法 二等标准水银温度计 -30℃～300℃ 二等 比较法 工作用玻璃液体温度计 -30℃～300℃ Δ=±（0.1℃～15）℃

七、计量标准的重复性试验 在重复性条件下，用本计量标准装置二等标准水银温度计测量一支稳定性良好，测量范围为(0~50)℃，分度值为0.1℃的工作用玻璃水银温度计，最大允许示值误差Δd=±0.2℃，在50℃的测量点上进行重复10次测量，标准水银温度计示值为50.10℃，得到被校温度计示值如下表所示： 次数 实测值(℃) 次数 实测值(℃) 1 50.20 6 50.20 2 50.20 7 50.18 3 50.20 8 50.20 4 50.20 9 50.20 5 50.20 10 50.18 1n平均值为 LLi=50.196℃ ni1 用贝塞尔公式算得观测值的实际标准差： s(Li1niL)20.0084℃ n1由上述数据得出s=0.0084℃ 小于测量结果不确定度评定中所采用的重复性数据 s=0.011℃。 综上所述，本计量标准的测量重复性考核符合考核规范要求。

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八、计量标准的稳定性考核 选定稳定性良好的一支工作用玻璃水银温度计，分度值为0.1℃，测量范围(0～50)℃，最大允许示值误差Δd=±0.2℃，在50℃检测点每月用二等标准水银温度计进行10组测量，每组测量结果的平均值如下表所示： 计量 标准 名称 考核对象 允许 变化量 日期 2010.6 稳定性试验数据 测量结果 50.11℃ 变化量 结论 二等标准水0.04℃ 银温度计 2010.7 50.12℃ 2010.8 50.12℃ 标准温度计的变化量0.02℃小于0.02℃ 其允许变化量0.04℃合格 工作用玻璃液体温度计校准装置 2010.9 日期 50.13℃ 测量结果 变化量 结论 符合考核规范要求。 6

九、检定或校准结果的测量不确定度评定 工作用玻璃液体温度计修正值测量结果的不确定度评定 1 概述 1.1 测量依据 依据JJG130-2004《工作用玻璃液体温度计检定规程》。 1.2 测量环境 温度（20±3）℃；相对湿度≤80%RH。 1.3 测量标准 二等标准水银温度计，温度范围（0~50）℃ 1.4 被测对象 本次评定的对象为： 工作用玻璃液体温度计，分度值0.1℃，温度范围（0~50）℃，浸没方式为全浸式，感温液体为水银。 1.5 测量过程 将二等标准水银温度计和被检工作用玻璃液体温度计同时以全浸方式放入恒定温度为50℃的恒温油槽中，待示值稳定后，分别读取标准温度计和被检温度计的示值，计算被检温度计的修正值。 1.6评定结果的使用 在符合上述条件的情况下，可以根据千分尺的类型和测量范围，采用本不确定度的评定方法给出相应的评定结果。 2 数学模型 x(tsts)t 式中： x——工作用玻璃液体温度计的修正值； ts——二等标准水银温度计的示值； Δts——二等标准水银温度计的修正值； t——工作用玻璃液体温度计的示值； 3 输入量的标准不确定度评定 3.1 输入量ts的标准不确定度u(ts) 输入量ts的标准不确定度的主要来源如下。 a) 二等标准水银温度计的读数分辨力(估读)引入的标准不确定度u(ts1)，用B类标准不确定度评定。 二等标准水银温度计的读数分辨力为其分度值的1/10，即0.01℃，则不确定度区间半宽为0.01℃，按均匀分布处理。u(ts1)=0.01/3≈0.006℃，估计其不可靠性为20%，自由度ν(ts1)=12。 b） 二等标准水银温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度u(ts2)，用B类标准不确定度评定。二等标准水银温度计读数误差范围为±0.005℃，则不确定度区间半宽为0.005℃，按反正弦分布处理。u(ts2)=0.005/2≈0.004℃，估计其不可靠性为20%，自由度ν(ts2)=12。

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c) 由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度u(ts3)，用B类标准不确定度评定。 恒温槽温场最大温差为0.02℃，则不确定度区间半宽为0.01℃，按均与分布处理。u(ts3)=0.01/3≈0.006℃，估计其不可靠性为10%，自由度ν(ts3)=50。 d）恒温槽温度波动引入的标准不确定度u(ts4)，用B类标准不确定度评定。 恒温槽温场稳定性为±0.02℃/10min，则不确定度区间半宽为0.02℃，按均匀分布处理。u(ts4)=0.02/3≈0.01℃，估计其不可靠性为10%，自由度ν(ts4)=50。 因为u(ts1)、u(ts2)、u(ts3)、u(ts4)互不相关，所以 u(ts)u2(ts1)u2(ts2)u2(ts3)u2(ts4)0.014℃ u4(ts)(ts)499 u(ts1)u4(ts2)u4(ts3)u4(ts4)(ts1)(ts2)(ts3)(ts4)3.2 输入量Δts的标准不确定度u(Δts) 由二等标准水银温度计检定规程可知，二等标准水银温度计检定结果的扩展不确定度U99=0.03℃，包含因子kp=2.58。所以u(Δts)=0.03/2.58≈0.01℃，估计其不可靠性为10%，自由度ν(Δts)=50。 3.3 输入量t的标准不确定度u(t) 输入量t的标准不确定度主要来源如下。 a) 被检温度计示值重复性引入的标准不确定度u(t1)，用A类标准不确定度评定。 将二等标准水银温度计和一支被检温度计同时以全浸方式放入恒定温度为50℃的恒温槽中，待示值稳定后，进行10次测量，得到标准水银温度计示值为50.10℃，被测温度计示值如下：50.15℃、50.15℃、50.13℃、50.13℃、50.15℃、50.15℃、50.13℃、50.15℃、50.14℃、50.16℃。 其测量列平均值为：t=50.144℃ 通过计算得到单次测量的实验标准差s=(tit)2n1= 0.011℃ 其单次测量的实验标准差即为由重复性引入的不确定度u(t1)= 0.011℃，自由度ν(ts4)=50。 b）被检温度计的读数分辨力（估读）引入的标准不确定度u(t2)，用B类标准不确定度评定。 被检温度计的读数分辨力为0.1℃，读数分辨力为其分度值的1/10，即0.01℃，则不确定度区间半宽为0.01℃，按均匀分布处理。u(ts1)=0.01/3≈0.006℃，估计其不可靠性为20%，自由度ν(ts1)=12。 c）被检温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度u(t3)，用B类标准不确定度评定。 被检温度计读数时由于视线不垂直产生的读数误差范围为±0.01℃，则不确定度区间半宽为0.01℃，按反正弦分布处理。u(ts2)=0.01/2≈0.007℃，估计其不可靠性为20%，自由度ν(ts2)=12。

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因为u(ts1)、u(ts2)、u(ts3)、u(ts4)互不相关，所以 u(t)u2(t1)u2(t2)u2(t3)0.016℃ u4(t)(t)418 u(t1)u4(t2)u4(t3)(t1)(t2)(t3) 4 合成标准不确定度的评定 4.1 灵敏系数 数学模型x(tsts)t的灵敏系数： c1x/ts1c2x/ts1 c3x/t14.2 标准不确定度汇总表 输入量的标准不确定度汇总于表4-1。 表4-1 标准不确定度汇总表 i 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 3 3.1 3.2 3.3 xi 输入量ts引入的标准不确定度 标准温度计的分辨力ts1 标准温度计读数视线不垂直ts2 恒温槽温场均匀性ts3 恒温槽稳定性ts4 输入量Δts引入的标准不确定度 输入量t引入标准不确定度 被检温度计的示值重复性t1 被检温度计的读数分辨力t2 被检温度计读数时视线不垂直ts ai 0.01℃ 0.005℃ 0.01℃ 0.02℃ 0.03℃ 0.011℃ 0.01℃ 0.01℃ ki u(xi) 0.006℃ ci 1 ui(y) 0.014℃ νi 99 12 12 50 50 3 2 0.004℃ 3 3 2.58 1 0.006℃ 0.01℃ 0.01℃ 0.011 0.006℃ 1 -1 0.01℃ 0.016℃ 50 15 9 12 12 3 2 0.007℃ 9

其中：i——不确定度来源序号 xi——第i个输入量 ai——不确定度半宽区间 ki——包含因子 u(xi)——输入量的标准不确定度 ci——灵敏系数 ui(y)=| ci | u(xi)——合成标准不确定度分量 νi——自由度 4.3合成标准不确定度的计算 各个不确定度分量相互间彼此，所以合成标准不确定度可按下式得到： uc(y)|c1|2u2(ts)|c2|2u2(ts)|c3|2u2(t)0.02℃ effuc4(y)453 44u(ts)u(ts)u(t)(ts)(ts)(t)5 扩展不确定度的评定 取p=95%,查t分布表，得到包含因子k=t0.95(53)=2.01， 则扩展不确定度U = k×uc(y)=2.01×0.02=0.04℃

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十、检定或校准结果的验证 本计量标准中的二等标准水银温度计的测量不确定度验证采用比对法。 用本计量标准中的二等标准水银温度计测量一只稳定性良好的全浸式水银温度计，分辨力为0.1℃，测量范围(0~50)℃，最大允许示值误差Δd=±0.2℃，在同一个测量点50℃处进行测量，得到测量结果为y=50.11℃，其测量不确定度U=0.04℃，另选其他5支二等标准水银温度计对同一支水银温度计50℃处进行测量得到的测量结果为y1=50.11℃，y2=50.12℃，y3=50.12℃，y4=50.14℃，y5=50.13℃ 其平均值y=50.124mm 应满足| y-y|≤n1U n51U=0.036μm 5|50.11-50.124| =0.01℃≤ 综上所述，本计量标准的测量不确定度验证符合考核规范要求。

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十一、结论 本工作用玻璃液体温度计校准装置满足JJG130-2004工作用玻璃液体温度计检定规程的要求，可以开展工作用玻璃液体温度计的校准工作。 十二、附加说明

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