浅谈真空干燥箱的校准方法及其温度稳定度的不确定度评定

韩伟海 李凤岩 范斌 付艳娟 刘东滨

(1.吉林省质量认证中心,吉林长春 130000;2.辽源市计量检定测试所,吉林辽源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林长春 130000)

浅谈真空干燥箱的校准方法及其温度稳定度的不确定度评定

韩伟海1李凤岩2范斌3付艳娟2刘东滨2

(1.吉林省质量认证中心,吉林长春 130000;2.辽源市计量检定测试所,吉林辽源 136200;3.吉林省地理信息院,吉林长春 130000)

真空干燥箱不同于一般的环境试验设备。为了保证设备的正常使用,一般参照现行的JJF1101-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》进行定期校准。而依据JB/T9505-1999的要求,真空干燥箱是不需要校准温度偏差、温度均匀度的,只需校准温度波动度及温度稳定度。

真空干燥箱 校准 温度波动度 温度稳定度 不确定度

1 真空干燥箱温度偏差的校准

对于一般工况下的真空干燥箱，因为控温仪表的读数与真空室里的温度计读数差异很大，所以真空干燥箱一般不校准温度偏差。真空干燥箱一般采用加热真空室内壁，再由内壁辐射加热的方式进行热传导。控温仪表的温度传感器一般可以布置在外壁。传感器可以同时接受对流传导和辐射热。而真空室里的温度值就肯定低于仪表的温度读数。所以真空干燥箱一般不对温度偏差进行校准。

2 真空干燥箱温度均匀度的校准

对于一般工况下的真空干燥箱，不能把通常鼓风干燥箱所规定的温度均匀度定义与真空干燥箱相比较。真空干燥箱内几乎不可能依靠气体分子运动使箱内温度达到均匀。由于热辐射的量和距离的平方成正比，所以真空干燥箱很难在结构上做到使箱内各点的辐射热量均匀一致，所以真空干燥箱一般不对温度均匀度进行校准。

3 真空干燥箱温度波动度的校准

真空干燥箱温度波动度的校准方法是在干燥箱工作温度达到设定温度2h后，每隔2min测1次中心点的温度，测30min，共测16个温度值。中心点最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”，为温度波动度，该值≤1℃。

4 真空干燥箱温度稳定度的校准

对于一般工况下的真空干燥箱，温度稳定度是衡量其工作性能的重要技术参数。真空干燥箱温度稳定度的校准方法是，共考核12次，每间隔2h测试1次。依据JB/T9505-1999该指标是在不改变真空箱试验温度的情况下连续工作24h所测得的温度值的数据，校准仪器可用热电偶或标准温度计。利用热电偶校准的方法是，在不影响箱体的真空度的情况下，将热电偶剥成裸丝状，穿过密封胶条，连接到巡测仪器上。这种测量方法的优点是能自动检测和记录数据，不必每隔2h读1次数。标准温度计在测试时是放置在箱内中心几何位置，从样品视窗能每隔2h读1次数，该种测试方法操作方便，但不能自动记录数据。这两种方法是任选的。比较测得的平均温度与标称温度之差，取其最大差值为温度稳定度。

5 真空干燥箱温度稳定度的不确定度分析

真空干燥箱温度的校准设备由温度传感器和数字温度显示仪表组成，该套设备具有温度修正值。真空干燥箱稳定度是指12个平均温度与标称温度之差的最大值，其评定方法分析如下。

5.1 数学模型

式中：Δ——温度稳定度，℃；

表1

5.2 方差与灵敏系数

5.3 真空干燥箱温度稳定度不确定度分析及计算

(1)对真空干燥箱进行12次独立重复测量，记为td1、td2、……、，平均值记为，设当箱体温度测试温度为100℃时，其测量值如下所示：100.8、101.2、100.6、99.8、101.3、100.8、100.3、99.9、100.3、100.6、100.8、101.3。

(2)由t0引入的不确定度分量。对真空干燥箱的几何中心点按求温度波动度的方法进行12次独立重复测量，得到12个测量值如下：100.5、100.3、100.1、100.3、100.2、100.4、100.3、100.3、100.5、100.6、100.1、100.2。

(3)由Δt0引入的不确定度分量。从检定证书可知，温度测量装置修正值Δt0的扩展不确定度，以正态分布估计，

(4)不确定度分量一览表1。

(5)合成标准不确定度。

(6)有效自由度。

(7)扩展不确定度。

取置信水平p=0.95，查t分布表得扩展因子 2.20 k95= ，从而得℃(保留一位小数)。