１３２ 一 百家争鸣 ２ ０ １ ６－ １ ０ 箱式电阻炉校准结果的不确定度分析 六刘颖于娅鸽 （渭南市计量测试所陕西７１４０００） 摘要：箱式电阻炉广泛用于国计民生的各个行业，定期对其进行校准并对校准结果进行分析，能够较好的保证其数据的可靠。本文结合 日常校准的经验，详细描述箱式电阻炉校准结果的不确定度分析。 关键词：箱式电阻炉；温度校准；误差测量；不确定度分析 中图分类号：Ｔ 文献标识码：Ａ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｈａｍｂｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｕｒｎａｃｅ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｒｅｓｕｌｔ ＬｉｕＹｉｎ，Ｙ＿ｕＹａｇｅ （Ｗｅｉｎａｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｘｉ。７１４０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈａｍｂｅｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖａＨｏｕｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄｐｅｏｐｌｅ＇ｓ ｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｔａｋｉｎｇ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄｔａｋｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅｔｔｅｒｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｄａｔａｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅ 出ｉｔｙ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ。ｉｔ ｔａｋｅｓ ｄｅａｉｔｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｃｈａｍｂｅｒ ｅ￣ｃｔｒｉｃｆｕｒｎａｃｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｓｒｕｌｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈａｍｂｅｒｅｌｅｃｔｒｉｃｆｕｍａｃｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｅｒｒｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙａｎａｌｙｓｉｓ Ｕ２引言 ＝ｕ （ｔｏｍｉｏ）＋ｕ （ｔ。） （６） 箱式电阻炉作为一种常见的高温加热设备，广泛应用于 ４．各测温点上最高实际温度与中心点实际温度之差的不 仪表、化工、科研等各个行业，实验室定期进行箱式电阻炉 确定度计算 的校准是保证其安全准确运行的保证。对箱式电阻炉的校准 ｃ（１）各测温点上最高实际温度 引入的不确定度 目前多依照ＪＪＧ１３７６—２０１２《箱式电阻炉校准规范》进行， ①各测温点上最高实际温度 重复测量引入的不确定 本文结合实例，描述箱式电阻炉校准结果测量不确定度分析 度 （ ） ‘ 的详细过程。 将箱式电阻炉校准温度上升为１０００℃时，读取数字温 １．校准方法 度指示仪上在最高平均值的测温点的温度值，共计２０次， 以容积不大于０．１ ５ｍ３的箱式炉为例。将温度校准装置 分别为ｃ平均值记为 。测量值及计算 口 ， 。，…， 中热电偶的测量端捆扎在金属测温架上然后，将金属测温架 结果如下表所示。 （单位：℃） 放置到炉内测温区内升温。炉温均匀度是在各测温点上测得 组教Ｉ １ ２ ｌ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １Ｕ 测量值ｌ １００５．３ １００５．９Ｉ １００６．６ １００７．１ ｌ００７．８ １００８．４ ｌｏｏ９．１ １００８ ９ １００８．７ ｌ０ｏ８．２ 的最高、最低实际温度分别与中心点实际温度之差，下面对 组数ｌ １１ ｌ２ ｌ １３ １４ ｌ５ １６ ｌ７ １８ １９ ２０ 炉温均匀度测量结果分别进行不确定度评定。 测量值ｌ １００７．９ １００７．６ ｌ １００７．３ １００６．９ １００６６ ｌ００６．３ ｌ００６１ ｌ００５．９ １ｏ０５．６ １００５ ４ ２．测量模型 ／ｋＯ＝ｆ＋ ｐｍａｘ —ｆ Ｐ △ ＝ｆ．一ｆ ｐｍｍ Ｐ ｔ＝１００７．０８ ｃｃ （１）（２） ｐｍ 一 式中：△ ．，ＡＯ——炉温均匀度，ｏＣ ｔ式（１）求得的各测温点实际温度的最大 值，℃； ｔ 一一式（１）求得的各测温点实际温度的最小 值，。Ｃ； ｆ＿式（１）求得的中心点的实际温度，℃。 一一）２ …ｏ ｉ＝１ 。 ，ｌ—ｌ 平均值的标准不确定度： ．ｕ（ｔ ｓ｛ｔ ）÷√２０＝０．２６￣Ｃ ３．合成方差和灵敏系数 Ｕｕ。 ｃ２＝【ｃ１ ｕ（ｔ ）】 ＋【ｃ２ｕ（ｔ。）】 ＝【ｃ１ ｕ（ｔｐｍｉ ）】 ＋【ｃ２ｕ（ｔｐ）】 在式（１）、式（２）中，ｔ 而得： ｒ、②温度校准装置（数字温度指示仪）修正值引入的不确 定度ｕ（ｔ ） （３） 根据我所向省级计量检定机构溯源的校准证书结果，数 （４） ８ａＣ（ｋ＝２），标准不 互为，因 字温度指示仪修正值的扩展不确定度０．确定度为： 乙ａＡｏ＋ ｅ一． ， ｕ（ｔ 』）＝０－４℃ 输入量 的合成不确定度 （ （ （５） 为： ，、ａＡｅ＋ａＡｅＬ２ ■ ■ 故＝ｕ。 ＝ｕ （ｔＤｍａ ）＋ｕ （ｔｐ） ＝ ＿０．３６℃ （２）中心点的实际温度 引入的不确定度 （ ） ２ ０ １ ６－１ ０ 百家争呜 Ｃｈｅｎｍｉ当代他工船奔 １３３ｃａｌＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ （单位：℃） ①中心点的实际温度 的重复测量引入的不确定度甜（ 在箱式电阻炉校准温度为１０００ｏＣ时，读取中心点的温 度值，共计２０次，分别为 材， ，…， 。，其平均值记为 ｉ 测量值及计算结果如下表所示，属Ａ类不确定度分量， 组数 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ 测量值 ９９７．６ ９９８ ５ ９９９．３ １ｏ００９ １００１．５ ９０２．３ １００ｌ＿１ １ｏ０１．４ １ｏ０１．７ １ｏ０２．１ 组数 ｌ１ １２ １３ １４ １５ １６ １７ ｌ８ ｌ９ ２０ 服从正态分布。 （单位：ｃＣ） 组数 １ ２ ３ ｌ ４ ｌ ５ ６ ７ ８ ９ １０ 测量值 ｌ００３ ６ ｌ００４ ０ １００４１ ｌ １００４．４ ｌ １００４ ６ ｌ００４．９ １００５．２ １００５．４ １００５ ７ １００６１ 组数 ｌｌ １２ １３ ｌ ｌ４ ｌ １５ １６ ｌ７ １８ １９ ２０ 测量值 １０ｏ６ ３ １００６ ６ １００６．８ ｊ １００６．６ ｌ １００７．３ １００７．０ １０ｏ６ ７ １００６ ３ １００５．９ １０ｏ５．５ ｔ ｏ０５．６７ 测量值 １００２．０ １００２ ９ １００３．３ ｌｏ０３ ７ １００４．０ ９９６．４ ９９６．９ ｌ００２．７ １００２ ２ １００１ ８ ｔ ＝１００１．８１ｃｃ 一 ）２ 一…ｑ 一 ）２ ：，ｎ口。ｒ ｉ＝ｌ ｓ —ｓ ）＿１ ｉ＝１ ，ｚ一１ 平均值的标准不确定度 ｌ 平均值的标准不确定度： Ｕ（ｔ．，）＝ｓ ，）÷√２０＝０．３６℃ ②数字温度指宗仪修，－Ｆ￣３ Ｊ入的不确定度Ｕ（ｔ ，） （ ＝ｓ（ｔ ÷√２０＝０．２３￣Ｃ ②数字温度指示仪修正值引入的不确定度ｕ（ｔ 根据４．１．２可知，数字温度修正值引入的不确定度为 ｄ）＝０．４￣Ｃ 根据４．１．２可知，数字温度修正值引入的不确定度为 Ｕ（ｔｐ各测温点测得的最低实际温度ｔ 的合成不确定ｕ（ｔ。ｍ． ） ｕ（ｔ ＝０．４℃ 中心点的实际温度ｔ。的合成不确定度ｕ（ｔ。）为： ，’ 。。。。。 。。。。。。。。。。。。’ 。一 为：ｕ（ｔ。 。 ）：√ｕ （ ｐｍｌｎ＿）＋ｕ （ｔｘ２）：０．５４℃； （２烙测温点测得的最低实际温度ｔ 引入的不确定度 ｔ ｕ（ｔｐ）＝√ ｕ ＝、＋ （ ＝０．４６￣Ｃ ）＋ ）＝０．５８７２ （３）合成标准不确定度 各测温点测得的最低实际温度ｔ 引入的不确定度ｕ（ｔ 与 ／ ４—２的相同：ｕ（９＝０．４６￣Ｃ； （３）合成标准不确定度 ： （４）测量结果的扩展不确定度 取ｋ＝２，￣ＵＵ＝ｋｕ ＝２×０．５８℃：１．２℃ －０＿７℃； （５）标准不确定度分量汇总表 箱式电阻炉校准温度为１０００ｏＣ时，标准不确定度分量 汇总如下表所示 序 号 不确定度的来源 类 标准不确 灵敏 别 定度／ｃＣ 系数 （４）炉温均匀度测量结果的扩展不确定度 取ｋ＝０，ｉ）－ｌＪｌＵ＝ｋｕ。＝２ Ｘ ０．７ ｏ（＝＝１．４ ｏＣ； （５）标准不确定度分量汇总表 箱式电阻炉校准温度为１０００％时，标准不确定度分量 汇总如下表所示 序 号 不确定度的来源 类 标准不确 灵敏 别 定度，ｏｃ 系数ｃｉ ｏ ５４ １ １．１ ｕ（ｔ啪“） ｕ（ｔ蚶出１） ｕ（ｔ１） ｔＤ 引入的不确定度ｕ（ｔ— ） 重复测量引入的不确 Ａ 定度 温度校准装置修正值引入 的不确定度 Ｂ Ｏ．３６ ０２６ ．ｌ １ Ⅳ（ “） 引入的不确定度“（ ） １２ ．０．４ １．１ １ ２ ．“（ 』） ”（ ） ｔ 重复测量引入的不确定度 Ａ 数字温度指示仪修正值引入的不确定度 Ｂ ０＿３６ ０．４ ｌ ２ １．１ １．２ ｕ（Ｕ ｕ（ｔ ｋ） Ｕ（ｔｐｄ） ｔｏｎｉ入的不确定度ｕ（ｔＤ） ｔｏ的重复测量引入的不确 Ａ 定度 温度校准装置修正值引入 Ｂ 的不确定度 ０．４６ ０２３ ．１ ２ ｕ（ｃＪ 引入的不确定度ｕ（ ｏ４６ ．１ ０４ ．５．各测温点测得的最低实际温度与中心点实际温度之差 的不确定度 【参考文献】 【１】张弓．小型箱式电阻炉检测方法分析田．中国计量，２０１２．１． 【２】武进福．箱式电阻炉校准方法探究Ｕ】．仪器仪表标准化与计 （１）各测温点测得的最低实际温度弓ｌ入的不确定度 量，２０１４．３． ①各测温点测得的最低实际温度重复测量引入的不确 【３１ＪＪＧ１３７６—２０１２《箱式电阻炉校准规范》． 定度 【作者简介】 在箱式电阻炉校准温度为１ ０００℃时，读取数字温度指 刘颖（１９８６￣），女，渭南市计量测试所，研究方向：计量管 示仪在得到最小平均值的测温点上的温度值，读取２０次， 理和计量检定。 分别为为ｔ， Ｊ，ｔ ｐｏｒ２＇…，ｔ 加，其平均值记为＿， 。测量值 （责任编辑：牛玉娟） 及计算结果如下表所示。
