計量論壇

干體爐校準數字溫度計的初步探討

胡靖  生瑩  張哲

一、引言

    恒溫油槽作為檢測、校準數字溫度計的恒溫設備，因其使用的傳熱介質是甲基硅油，隨著槽溫的不斷升高會產生大量油煙，所以必須安裝大功率的抽排油煙裝置。同時油槽升、降溫的速度比較慢，用時比較長，會消耗和浪費很多能源，并且長期工作在甲基硅油升溫產生的油煙下，對實驗人員的身體也會有相當的損害。
    為了解決或改善這些問題，從節能減排、綠色環保和提高工作效率的角度出發，選用干體爐和標準恒溫油槽分別在固定的溫度區域，對分辨力不高于0.1℃的數字溫度計開展校準。通過結果比較得出能否用干體爐替代恒溫油槽的結論。
   

二、實驗內容

    1.被測儀器的選用
    為了便于分析測量結果，選用6臺(編號為1#～6#)穩定性較好、分辨力為0.01℃的數字溫度計。
    2.標準器及配套設備
    實驗所使用的標準器的配套設備不同，因此使用兩套測量系統進行比較，如表1所示。
   

<CTSM>    表1  標準器及配套設備</CTSM>
    3.恒溫設備技術指標
    表2列出了100℃～300℃溫度范圍恒溫設備的技術指標。
   

<CTSM>    表2  比較用恒溫設備技術指標
    注:實驗選用的所有標準設備及其配套設備全部經過定期的檢定或校準。</CTSM>
    4.測量溫度點的選擇
    選擇較為常用的溫度點100℃、200℃、300℃。
    5.實驗過程
    實驗采用比較法進行校準，將標準器及數字溫度計分別插入兩套不同的恒溫設備中，并保持標準及被測儀器插入深度一致。傳感器插入恒溫油槽深度不低于250mm，依次記錄標準器和被測儀器的示值。用同樣的方法在干體爐中校準，傳感器插入深度不低于200mm。由于干體爐均溫塊的測溫孔直徑大于溫度傳感器的外徑，導致溫場不穩定，需要用保溫材料覆蓋在均熱塊表面，隔斷測溫孔內外空氣接觸。
    依次記錄標準和被測儀器的示值，分別對6支數字溫度計記錄8次實驗數據，并計算其校準結果的平均值，從而計算出兩套測量系統的差值。
    差值=A-B(A、B分別為測量系統1和測量系統2的校準結果示值)。每支溫度計的測量結果如表3～表5所示。
   

<CTSM>    表3  數字溫度計在100℃時的測量結果</CTSM>
   

<CTSM>    表4  數字溫度計在200℃時的測量結果</CTSM>
   

<CTSM>    表5  數字溫度計在300℃時的測量結果</CTSM>
   

三、實驗結論

    實驗結果顯示:在100℃～300℃范圍內，使用兩套測量系統，測量結果基本吻合，最大差值為0.03℃。
    對于分辨力為0.1℃的數字溫度計，對其最小位數產生變化所需的溫度影響為≥0.05℃。實驗證明，干體爐完全可以替代恒溫油槽作為配套設備，對顯示分辨力不高于0.1℃的數字溫度計開展檢測或校準。
    使用干體爐進行檢測或校準有利于溫度計量工作的順利開展。干體爐具有升降溫速度快的特點，用于檢測或校準不僅能夠大大提高工作效率、節約工作時間，還能有效地節約能源、減少排放，更加符合現在全世界都在呼吁和提倡的低碳、綠色的環保理念。
    作者單位【中國計量科學研究院】