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关于校准实验室恒温场的讨论

2020/3/9 16:42:38  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

  一、校准实验室恒温场对测量结果的影响

  恒温场对测量结果的影响主要表现在随着温度的变化,测量结果会随其温度系数变化。例如检定一等标准电池组的测量末位为0.1μV,室温允许值为(20±1)℃,而恒温槽与20℃的最大允许偏差为±0.1℃,对于微小电压测量而言,温度的变化将直接影响测量结果的准确性。对标准电阻器而言,温度的变化会导致电阻值的变化,一等标准电阻器的使用温度要求为(20±0.1)℃,其在两倍的温度标称范围内任意温度下的电阻实际值可以由公式计算获得:Rt=R20[1+α(t-20)+β(t-20)2],即标准电阻器的阻值为其20℃时的标准阻值加上温度影响系数而获得。在长度计量中,温度的变化将导致金属等量具的热胀冷缩,对于μm、nm量级的测量而言,造成测量结果的偏差就会较大。对于校准实验室的其他测量也一样,温度的变化将直接影响测量结果的准确性,因此对实验室恒温场的管控与计量校准工作息息相关。

  二、校准实验室恒温场控制中存在的一些问题

  不同的校准实验室对其实验室恒温场的管控也各不相同。对于大型的计量技术机构而言,对恒温实验室的投入比较大,管理较为规范。但一些规模较小的实验室,对恒温实验室管理使用相对松懈。下面对校准实验室恒温场管理使用中的一些小问题进行讨论。

  对于大型校准实验室而言,一般使用温度集中控制器,对实验室温度整体进行调节控制。而一些小型实验室,甚至仅有一个实验室的机构,为了节约实验室恒温控制的成本,恒温源仅采用一个室内空调取代。由于受空调单机在实验室的安放位置、出风量大小、出风口方向等的影响,实验室内部的恒温场并不均匀。由于空调温度传感器本身处于空调机身,因此会造成靠近空调位置的温场温度接近空调设定值。因此,使用普通空调作为恒温调节的实验室,温场会存在温度不均匀的情况,从而影响到测量结果的准确性和有效性。

  对于使用温度集中控制器对实验室温度整体进行调节控制的大型实验室而言,一些建设较早的实验室在温场出风口设置及温度传感器设置上也存在一些小问题。例如早期的恒温实验室恒温控制的出风口仅有一个,出风口的风速也不可调节,即满负荷大出风量工作或是待机状态,对于一个大风量出风口的实验室而言,也难以保证实验室温度的均匀性。采用多出风口,风量可以适时自动调节的实验室,其温场的均匀性,以及温度控制的准确性远优于单出风口的实验室。

  采用集中控制器对实验室温度进行温度调节的实验室,其温度监控环节也存在问题。例如,恒温实验室温度传感器的位置以及温度传感器的数量,也将直接影响恒温场的均匀性。采用多个温度传感器的实验室,可以将实验室的整体温度控制得更准确,通过控制各个出风口的出风量实现温度场的均匀性。

  三、校准实验室对恒温场温度的测量

  校准实验室的试验人员在恒温实验室进行计量校准工作时,需要对实验室的温度进行确认和记录。实验室一般使用玻璃水银温度计和湿度计对现场的温湿度进行观测和记录,而部分实验室温湿度计的摆放位置并不规范,任意位置的随意摆放会使温度记录与标准设备和被校准设备所处的实际位置的温度存在一定的温差,也会影响测量结果的准确性。

  四、小结

  校准实验室的环境温度影响着计量器具的计量性能,影响到测量结果的准确性和有效性。因此校准实验室的环境温度及管控应满足规程、规范的要求,以降低温度对实验数据的影响,保证量值传递的准确、可靠。

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