标准铂电阻温度计在0~30℃范围内的不确定度评定

　　1　概述

　　自ITS-90国际温标实行以来,通过各温区和分温区来定义T90的优越性已逐渐被日益扩大使用标准铂电阻温度计的用户所认知。其中0~30℃分温区是一个非常重要、应用最广的温区。气象观测、海洋研究、化学分析、生命科学和生物工程以及计量基、标准的复现、保存和传递等大都发生在这个温区里,需要在该温区建立相应的温度计量工作基准或标准,以实现和保证在该温区内进行高准确度的温度测量和控制。所以在这一温区内固定点———镓熔点的复现,温度计的分度以及温度量值的传递是实现在该温区内精密的温度测量和可靠的不确定度分析的基础。

　　本文叙述的内容是为一个部门建立该温区温度工作基准的实践总结。它包括镓熔点的复现及其不确定度评定,以及在0~30℃范围内不确定度的分布。并探讨了在此温区内使用标准铂电阻温度计实际测量温度时的不确定度分析。

　　2　镓熔点复现装置的不确定度评定

　　镓熔点复现装置包括:镓熔点容器、控温装置、9975型直流比较仪电桥及配套装置、水三相点和三支工作基准级标准铂电阻温度计。镓熔点复现装置的标准不确定度分为A类和B类标准不确定度。

　　2·1　A类标准不确定度的评定

　　测量镓熔点时电测仪器的噪声和指零仪零位的漂移均使测量结果具有分散性。为了使测量结果外推至零电流的结果,多次在的电流下进行重复测量,也使测量结果具有分散性。电桥读数时,由于标准电阻所在环境温度的波动;镓熔化时,温坪的不重复性;温度计短期的不稳定性;测量水三相点的不重复性等诸多因素的共同作用,使多次测量结果具有分散性。

　　有三支工作基准级温度计参加了复现试验。每天测量一个熔化温坪,共测量6天。每支温度计的标准偏差分别为

式中:s₁、s₂、s₃分别为三支温度计在镓熔点上的标准偏差; WGa₁、WGa₂、WGa₃分别为三支温度计每次复现镓熔点时的电阻值(RGa)与温度计在水三相点时的电阻值(Rtp)之比

分别为三支温度计多次复现镓熔点时的电阻值与水三相点时的电阻值之比的平均值;n为测量次数。

　　三支温度计标准偏差的平均值作为镓熔点的短期重复性。即A类标准不确定度为

　　2·2　B类标准不确定度的评定

　　2·2·1　微量杂质引起的标准不确定度u2

　　在复现镓熔点过程中,实际使用的高纯度镓金属样品中的微量杂质会引起熔化温度的变化。通过对第一结晶常数的计算可以估算出杂质引起镓熔化温度偏离理想值为0·22 mK。即微量杂质引起的标准不确定度为