检定二等标准水银温度计时对电测仪器的选择

　　0　引言

　　JJG 128—2003《二等标准水银温度计》规程中规定,检定二等标准水银温度计时与二等标准铂电阻温度计(以下简称SPRT)配套使用的电测仪器可以采用精密测温电桥(引用修正值后相对误差≤1×)或技术指标不低于该要求的其他电测设备。但目前很多使用SPRT的部门并不具备精密测温电桥,而是使用数字多用表或专门针对温度测量而研制的数表与SPRT配套使用。它们的准确度是否满足规程要求,它们的准确度技术指标是否不低于精密测温电桥,正是本文所要讨论的。本文从电测设备准确度对测量结果的不确定度的贡献角度来讨论如何选择技术指标不低于精密测温电桥(引用修正值后相对误差≤1×)的数字多用表或专门针对温度测量而研制的数表等配套电测仪器。

　　1　电测设备配用SPRT时的不确定度分析

　　电测设备配用SPRT时分析测量不确定度的数学模型由SPRT的计算公式得:

　　对上式作全微分:

　　式中,dWt为所计算得知的比值的微小误差终变量;dRt为对Rt测值的微小误差因变量;dRtp为对Rtp测值的微小误差因变量。

　　由式(1)可导得方差计算公式:

　　式中,ucw为测量比值Wt的合成标准不确定度;uRt为测量Rt时引入的标准不确定度分量;uRtp为测量Rtp时引入的标准不确定度分量;uWt为测量Wt时引入的标准不确定度分量。

　　1.1　精密测温电桥配用SPRT时的测量不确定度分析

　　精密测温电桥引入误差的计算式为:

　　式中,δWt为电桥准确度对W值的影响; Wt为SPRT在测量温度时的电阻比值;A为精密测温电桥的准确度级别。因为电阻电桥在测量Rt与Rtp时有一部分桥臂电阻是共用的,用式(3)计算它们对Wt的误差贡献避开了Rt与Rtp值间相关系数的论证分析。

　　以式(3)计算得到的δWt作为精密测温电桥对确定Rt(亦即Wt)引入的不确定度来源。估计其分布来计算式(2)中的第一项标准不确定度分量,例如作均匀分布对待:

　　式(2)中第二项对Rtp测量的不确定度来源:

　　其不确定度分量为:

　　此时按式(2)可得:

　　1.2　数字多用表配用SPRT时的测量不确定度分析

　　数字多用表(以下简称数表)的准确度一般表达为:A=±(读数值×A1+使用档量程×A2)。由文献[1]可知,当使用量程为100Ω档时:

　　以式(6)计算得到的δWt作为数字多用表对确定Rt(亦即Wt)引入的不确定度来源。估计其分布来计算式(2)中的第一项标准不确定度分量,例如作均匀分布对待:

　　当使用量程为100Ω档时,式(2)中第二项对Rtp测量的不确定度来源: