低温热敏电阻温度计校准装置不确定度的评定

　　0 引言

　　计量标准的不确定度是衡量计量检定工作可靠性的重要指标，也是衡量被检器具溯源结果的主要依据。火箭发动机用低温热敏电阻温度计校准装置是国内研制的深冷控温系统，依照国家、航天标准建立的一套校准火箭发动机用热敏电阻温度计的测量系统。根据业务特点，需建立校准低温热敏电阻温度计的国防计量标准，以满足试验用需求，本文根据国家相关规范[1-3]，对火箭发动机用低温热敏电阻温度计校准装置的不确定度进行分析与评定，给出了扩展不确定度，为通过计量标准考核提供了有力的数据支持。

　　1 不确定度的定义及来源

　　测量结果的不确定度是对测量结果的不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度[4]。测量不确定度一般分为两大类：用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为 A 类评定;用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为B 类评定[5]。它们都可以用实验标准偏差或方差来表征。

　　热敏电阻温度计具有灵敏度高、稳定性强、工作温区广、体积小、使用方便等优点，早在20 世纪 70 年代初期就已广泛应用于我国航天领域[6-7]。MF5602型负温度系数热敏电阻元件采用传统工艺生产的氧化物复合陶瓷珠粒电阻，测温区间可覆盖20～50 K，主要用于航天领域低温介质的温度测量和液位测量[8-10]。

　　利用对 MF5602 型负温度系数热敏电阻元件的一系列试验数据对火箭发动机用低温热敏电阻温度计校准装置的不确定度进行分析。其中对于MF5602 型负温度系数热敏电阻元件测量结果不确定度的来源，有以下影响因素：

　　1) 标准器 (标准套管铂电阻温度计) 引入的不确定度;

　　2) 标准器 (标准套管铂电阻温度计) 的电测设备引入的不确定度;

　　3) 被检热敏元件电测设备引入的不确定度;

　　4) 低温恒温器温度波动带来的影响引入的不确定度;

　　5) 低温恒温器温度不均匀带来的影响引入的不确定度;

　　6) 数据拟合引入的不确定度。

　　2 不确定度的评定

　　2.1 MF5602 型负温度系数热敏电阻元件测量结果不确定度分量的评定

　　根据6 个影响测量 MF5602 型负温度系数热敏电阻元件结果的不确定度的来源来分别对各分量作出评定。

　　2.1.1 主标准器引入的不确定度u1

　　根据规范的要求，工作基准传递引入的不确定度分量可用B类方法评定，采用标准套管铂电阻温度计作为主标准器，由检定证书知，在13.803 3～273.160 K 温度范围内，其扩展不确定度：U=10 mK (k=2，p=0.95)。