双金属冰箱温度计校准方法及不确定度研究

　　双金属冰箱温度计作为一种温度监控仪表，广泛应用于医药、食品行业，并且与日常百姓的生活息息相关。由于大部分双金属冰箱温度计是表盘式，不能浸入恒温槽进行检定，因此不适用《双金属温度计检定规程》[1]，至今国内尚没有双金属冰箱温度计的检定规程或校准规范。

　　本文根据笔者多年从事温度仪表、温湿度仪表的校准经验，结合《双金属温度计检定规程》和《机械式温湿度计检定规程》的温度示值误差检定方法，探讨了双金属冰箱温度计的校准方法，并对校准结果的测量不确定度评定进行了详细分析，为从事双金属冰箱温度计计量校准的同行提供参考。

　　1 双金属冰箱温度计的工作原理

　　双金属温度计是利用不同金属的膨胀系数不相同的原理，测量温度通常是把两片线膨胀系数差异相对很大的金属片叠焊在一起，构成双金属片感温元件。当温度变化时，因双金属片的两种不同材料线膨胀系数差异相对很大，而产生不同的膨胀和收缩，导致双金属片产生弯曲变形，双金属片在不同的温度，会有不同的弯曲度，把这个弯曲度指示出来，就能显示温度[1]。图 1 为双金温度计原理图。

　　2 双金属冰箱温度计的校准方法

　　双金属冰箱温度计采用直接比较法进行校准。参照《机械式温湿度计检定规程》中温度示值误差的检定方法[2]，采用恒温恒湿箱作为温度源，提供一个稳定、均匀的温场，标准铂电阻温度计作为温度标准器测量，并显示温场温度。将标准铂电阻温度计和被测双金属冰箱温度计同时置于恒温恒湿试验箱内，校准时，由恒温恒湿箱提供一个可调均匀的温场，设定好需要校准的温度点，当温度达到平衡并且稳后，分别记录标准铂电阻温度计显示的标准值ts和被校双金属冰箱温度计的示td，两者之差，即双金属冰箱温度计的示值修正值 Δt 。

　　3 计校准结果不确定度分析

　　3.1 建立数学模型[3]

　　双金属冰箱温度计示值修正值与其相关示值之间的数学模型如式(1)：

　　式中，Δt 为温度示值修正值，℃;td为双金属冰箱温度计显示温度值，℃;

　　ts为标准铂电阻温度计示值，℃;A 为标准铂电阻温度计的修正值，℃;

　　3.2 方差及灵敏系数

　　3.3 标准不确定度分量分析

　　选择一只双金属冰箱温度计作为被校仪表，放入美国 EdgeTech 公司的 EC4 型恒温恒湿试验箱中，在符合校准条件的情况下，调节恒温恒湿试验箱产生一个温度为 20℃、相对湿度为 60 % RH 的环境，稳定后读取恒温恒湿箱中标准铂电阻温度计和被校仪表的温度示值，并以此结果为例，进行不确定度分析。