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第32卷第3期
海洋技术
Vol 32. No.3
2013年9月
OCEAN TECHNOLOGY
Sept, 2013
颠倒温度表的检定和校准
索利利,朱海庆
(国家海洋标准计量中心,天津300112
摘要:颜倒温度表是一种特殊的玻璃水银温度表,可分为测量水温的闭端颠倒温度表和测量水深的开端颠倒温
度表。由于其特殊的结构和制作方法,在现场观測时,当颠倒温度表取上来后,温度表示数仍为颠倒处当时的温度
和深度,至今仍在海洋调查中使用。为了保证颠倒温度表量数揚的质量,颠倒温度表应经计量检定机枃检定合格
后使用。介绍了颠倒温度表的检定原理、检定设备和检定方法、并对检定結果进行了不确定度评定。
关键词:颠倒温度表;压力系数;检定;不确定度
中图分类号:P716.12
文献标志码:A
文章编号:1003-2029(2013)03-0118-04
颠倒温度表是测量海洋、河流和湖泊表层以下各层水温
的特殊玻璃水银温度表,其性能可靠,准确度可达:002℃,2检定原理及设备
至今仍在海洋调査中使用。由于海洋调査和监测活动不同于
陆上开展的测量活动,其海上作业周期长、环境恶劣,对倒2.1检定原理
温度表的使用提出了更高的要求。因此,为了保证颠倒温度
颠倒温度表检定装置由温度示值检定部分和压力系数
表测量数据的质量,颠倒温度表应经国内法定计量检定机构检定部分组成,根据颠倒温度表的工作原理设计的,可模拟
检定合格后使用。国家海洋标准计量中心开展颜倒温度表的颠倒温度表的工作环境及原理。温度示值检定部分是由温度
检定工作20余a,满足了该类仪器量值传递的需要。
示值检定恒温槽提供试验环境,通过控制系统复现(-2
80)℃的温度,将标准器和被检仪器同时置入恒温槽内,从
1颠倒温度表的特性
0℃开始,主温度表每隔50倍分度值一个检定点,副温度表
每隔10℃一个检定点,采用人员交换读数的方式分别读出
颠倒温度表可分为测量水温的闭端颠倒温度表和测量标准器示值及被检仪器温度示值,从而计算出被检仪器在每
水深的开端颠倒温度表,闭端颠倒温度表的主、辅温表被封个检定点的示值误差。压力系数检定时将被检仪器置入压力
入一个密封的外套管中,它的主温表示值决定于颠倒时的温恒温槽内,通过控制系统将恒温槽内的温度控制在(0-5)℃
度。开端颠倒温度表的外套管是一端开口的,其主温表示值范围内的一个温度点上,待温度稳定后,通过活塞式压力计
不仅决定于颠倒时的温度,还决定于颠倒时水的静压力。当加压,按照被检仪器的量程,选择不同的加压点,在每个压力
闭端和开端颠倒温度表一起配合使用时,即可测出颠倒处当点上稳定后,通过读数望远镜读取颠倒温度表主温表的示
时的温度和深度。
值,利用公式计算出压力系数。
颠倒温度表与普通的水银温度计的测温原理是相同的,2.2检定设备
不同之处在于它的结构和制作方法上。颠倒温度表的毛细管
颠倒温度表的温度示值误差和压力系数检定主要设备
是真空的,所以当颠倒时,由于重力的作用球部的一部分水计量性能分别见表1和表2。
银由毛细管流向接受泡;然而,另一部分水银由贮蓄泡经过2.3检定环境条件
狭窄处的盲枝时,由于表面张力的作用,水银就在此中断,此
环境温度:15~25℃;相对湿度:≤80%
时不管温度计的水银是膨胀还是收缩,球部水银都不会越过2.4检定项目
盲枝进入毛细管中。所以在现场观测时,当颠倒温度表取上
颠倒温度表的检定项目:温度示值误差和开端颠倒温度
来后,温度表示数仍为颠倒处当时的温度和深度。
表压力系数。
收稿日期;2012-08-20
基金项目:海洋公益性行业科研专项资助项目(201005026
作者简介:索利利(1983-),女,工程师,碩土研究生,主要研究方向为海洋仪器的检定与校准。 Email; suoliy@l26com
万方数据
第3期
索利利,等:颠倒温度表的检定和校准
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表1温度示值检定设备的计量性能
设备名称
测量范围
准确度等级或最大允许误差
标准水银温度计
(0~100)MPa
标准铂电阻温度计
(0~6)℃
等
温度均匀性:0.005℃
2~60)℃
恒温槽
温度波动性:0.005℃/30min
(60~80)℃
温度均匀性:0.01℃
温度波动性:士0.01℃30min
注:1.一等标准水银温度计用于检定0.2℃,0.1℃分度颠倒温度表的示值
2.二等标准铂电阻温度计用于检定0,05℃,0.02℃分度颠倒温度表的示值。
表2压力系数检定设备的计量性能
的一组压力,自低而高地检定。
将压力系数检定设备容器内的水温调节至(0~5)℃
设备名称
测量范围
准确度等级或最大允许误差
将开端颠倒温度表和指示压力内温度的闭端颠倒温度表装
活塞式压力计(5~120)MPa
0.05%
入压力容器内表架上,封闭压力容器,使颠倒表处于正立状
测温仪器
(0-6)℃
0.05℃
态;用活塞式压力计加压到预定的压力,根据砝码的下降情
温度均匀性:0.01℃
恒温槽
(0-5)℃
况,适时地补充压力,使颠倒温度表感温受压25min以上,顺
温度波动性:±0.02℃30min
时针波动砝码盘,使其保持均匀转速,稳压5min后,迅速使
颠倒温度表颠倒;关闭活塞压力计上通砝码的闭门,缓慢地
3检定方法
卸掉压力,利用读数望远镜读取颠倒温度表的示值,读数时
只读主温表的示值,一人读、一人记,读完后两人交换,按反
3.1温度示值误差检定
顺序再读一遍,两次读数之差不大于210的分度值
主温度表检定点从0℃开始,往上每隔50倍分度值一
按照公式(1)计算出颠倒温度表的压力系数。
个检定点。副温度表的检定点从0℃开始,往上每隔10℃
个检定点,与主温度表相同的检定点可与主温度表一起检
式中:2为被检开端颠倒温度表在p下测得的压力系
定,其余则单独进行。
数,℃/APa;t为在压力点p.下,开端颠倒温度表测量结
将一等标准水银温度计固定好,将倒温度表以题倒状果,℃:t为在压力点p下,闭端颠倒温度表测得的压力容器
态装到表架上,浸人水中后复正,调整恒温水槽温度至0℃,
在颠倒时的水温,℃;p为压力值,MPa。
温度稳定12min后开始读数,先读水银温度计的示值,读完
之后立即使颠倒温度表颠倒,读取颠倒温度表示值并记录
4检定结果的不确定度评定
后,复正颠倒温度表;3min后使颠倒温度表颠倒,原来读数
者和记录者交换,读取第二遍数并记录。两次读数之差不能
超过分度值的2/10,超过者要经记录者复核后方可填人记录
4.1温度示值误差检定结果的不确定度评定
中,并进行第三遍读数。继续升高水温,依照同样的方法检定
4.1.1数学模型
At=T-t-t+a
下一个检定点,直至完成所有点的检定。
在同一检定点上,主温度表(或副温度表)的读数的算术
式中:为被检闭端颠倒温度表温度示值误差,℃;为
被检颠倒温度表温度示值,℃;t为一等水银温度计的读
平均值减去标准值,即为主温度表(或副温