一、校準實(shí)驗室恒溫場(chǎng)對測量結果的影響

恒溫場(chǎng)對測量結果的影響主要表現在隨著(zhù)溫度的變化，測量結果會(huì )隨其溫度系數變化。例如檢定一等標準電池組的測量末位為0.1μV，室溫允許值為(20±1)℃，而恒溫槽與20℃的最大允許偏差為±0.1℃，對于微小電壓測量而言，溫度的變化將直接影響測量結果的準確性。對標準電阻器而言，溫度的變化會(huì )導致電阻值的變化，一等標準電阻器的使用溫度要求為(20±0.1)℃，其在兩倍的溫度標稱(chēng)范圍內任意溫度下的電阻實(shí)際值可以由公式計算獲得:R_t=R₂₀[1+α(t-20)+β(t-20)²]，即標準電阻器的阻值為其20℃時(shí)的標準阻值加上溫度影響系數而獲得。在長(cháng)度計量中，溫度的變化將導致金屬等量具的熱脹冷縮，對于μm、nm量級的測量而言，造成測量結果的偏差就會(huì )較大。對于校準實(shí)驗室的其他測量也一樣，溫度的變化將直接影響測量結果的準確性，因此對實(shí)驗室恒溫場(chǎng)的管控與計量校準工作息息相關(guān)。
    

二、校準實(shí)驗室恒溫場(chǎng)控制中存在的一些問(wèn)題

不同的校準實(shí)驗室對其實(shí)驗室恒溫場(chǎng)的管控也各不相同。對于大型的計量技術(shù)機構而言，對恒溫實(shí)驗室的投入比較大，管理較為規范。但一些規模較小的實(shí)驗室，對恒溫實(shí)驗室管理使用相對松懈。下面對校準實(shí)驗室恒溫場(chǎng)管理使用中的一些小問(wèn)題進(jìn)行討論。

對于大型校準實(shí)驗室而言，一般使用溫度集中控制器，對實(shí)驗室溫度整體進(jìn)行調節控制。而一些小型實(shí)驗室，甚至僅有一個(gè)實(shí)驗室的機構，為了節約實(shí)驗室恒溫控制的成本，恒溫源僅采用一個(gè)室內空調取代。由于受空調單機在實(shí)驗室的安放位置、出風(fēng)量大小、出風(fēng)口方向等的影響，實(shí)驗室內部的恒溫場(chǎng)并不均勻。由于空調溫度傳感器本身處于空調機身，因此會(huì )造成靠近空調位置的溫場(chǎng)溫度接近空調設定值。因此，使用普通空調作為恒溫調節的實(shí)驗室，溫場(chǎng)會(huì )存在溫度不均勻的情況，從而影響到測量結果的準確性和有效性。
    對于使用溫度集中控制器對實(shí)驗室溫度整體進(jìn)行調節控制的大型實(shí)驗室而言，一些建設較早的實(shí)驗室在溫場(chǎng)出風(fēng)口設置及溫度傳感器設置上也存在一些小問(wèn)題。例如早期的恒溫實(shí)驗室恒溫控制的出風(fēng)口僅有一個(gè)，出風(fēng)口的風(fēng)速也不可調節，即滿(mǎn)負荷大出風(fēng)量工作或是待機狀態(tài)，對于一個(gè)大風(fēng)量出風(fēng)口的實(shí)驗室而言，也難以保證實(shí)驗室溫度的均勻性。采用多出風(fēng)口，風(fēng)量可以適時(shí)自動(dòng)調節的實(shí)驗室，其溫場(chǎng)的均勻性，以及溫度控制的準確性遠優(yōu)于單出風(fēng)口的實(shí)驗室。

采用集中控制器對實(shí)驗室溫度進(jìn)行溫度調節的實(shí)驗室，其溫度監控環(huán)節也存在問(wèn)題。例如，恒溫實(shí)驗室溫度傳感器的位置以及溫度傳感器的數量，也將直接影響恒溫場(chǎng)的均勻性。采用多個(gè)溫度傳感器的實(shí)驗室，可以將實(shí)驗室的整體溫度控制得更準確，通過(guò)控制各個(gè)出風(fēng)口的出風(fēng)量實(shí)現溫度場(chǎng)的均勻性。
    

三、校準實(shí)驗室對恒溫場(chǎng)溫度的測量

校準實(shí)驗室的試驗人員在恒溫實(shí)驗室進(jìn)行計量校準工作時(shí)，需要對實(shí)驗室的溫度進(jìn)行確認和記錄。實(shí)驗室一般使用玻璃水銀溫度計和濕度計對現場(chǎng)的溫濕度進(jìn)行觀(guān)測和記錄，而部分實(shí)驗室溫濕度計的擺放位置并不規范，任意位置的隨意擺放會(huì )使溫度記錄與標準設備和被校準設備所處的實(shí)際位置的溫度存在一定的溫差，也會(huì )影響測量結果的準確性。
    

四、小結

校準實(shí)驗室的環(huán)境溫度影響著(zhù)計量器具的計量性能，影響到測量結果的準確性和有效性。因此校準實(shí)驗室的環(huán)境溫度及管控應滿(mǎn)足規程、規范的要求，以降低溫度對實(shí)驗數據的影響，保證量值傳遞的準確、可靠。
本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2019年第1期
作者：天津市計量監督檢測科學(xué)研究院 王澤慧  趙新明  陳潔

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