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投弃式温度剖面仪校准规范

（不确定度评定报告）

主要起草单位：国家海洋局南海标准计量中心参加起草单位：国家海洋局东海标准计量中心

国家海洋标准计量中心

国家海洋局北海标准计量中心中山大学

二零二四年八月

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投弃式温度剖面仪校准结果的不确定度评定报告

温度示值误差校准结果的不确定度评定

以20℃时的温度示值误差校准结果为例。

数学模型

式中：

?=? （1）

?——温度传感器在校准点的温度示值误差，℃；

——温度传感器在校准点的仪器温度示值，℃；

——温度传感器在校准点的标准温度值，℃。对式（1）求偏导，得灵敏度系数为：

1=?=1，2=?=?1

测量不确定度来源分析

温度示值误差校准结果的测量不确定度主要由以下分量组成：

被校仪器测量重复性引入的不确定度；

标准温度计引入的不确定度；

测温比较电阻引入的不确定度；

恒温水槽温场均匀性和波动性引入的不确定度。

不确定度评定

被校投弃式温度剖面仪温度测量重复性引入的不确定度分量1()

测量重复性引入的不确定度分量()，可以通过在连续条件下测量一组数据列，用不确定度的A类评定方法获得。恒温水槽稳定在20.00℃，待恒温水槽温度稳定后开始测量，连续记录10组数据，取连续测量的平均值作为最佳估计

10值，表1给出了仪器测量重复性数据，以贝塞尔公式计算实验标准差，则重复性引入的不确定度为：

10

()=

=0.013℃

表1投弃式温度剖面仪重复性测量数据

次数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

测量值

（℃）

20.13

20.09

20.13

20.15

20.11

20.10

20.18

20.14

20.19

20.08

仪器示值分辨力引入的不确定度分量2()

用不确定度的B类评定方法获得。仪器示值分辨力为0.001℃，则不确定度半宽区间为0.0005℃，一般服从均匀分布，因此取=3，示值分辨力引入的不确定度为：

2()=2.9×10?4℃

重复性引入的不确定度分量1()，大于仪器示值分辨力引入的不确定度分量2()，故在合成标准不确定度的计算中，只需引入重复性引入的不确定度分量1()，不需引入仪器示值分辨力引入的不确定度分量2()。

标准温度计引入的不确定度分量(1)

3用不确定度的B类评定方法获得。标准温度计的最大允许误差为±0.01℃，则其误差可能值区间的半宽度为0.005℃，按均匀分布计算，取置信因子= 3，其标准不确定度为：

3

(1)=0.005/

=0.003℃

恒温水槽温场均匀性引入的不确定度分量(2)

2用不确定度的B类评定方法获得。恒温水槽均匀性为0.02℃，则温场均匀性引入的误差可能值区间半宽为0.01℃，在此区间服从反正弦分布，包含因子=2，其标准不确定度为：

2

(2)=0.01/

=0.007℃

恒温水槽温场波动性性引入的不确定度分量(3)

用不确定度的B类评定方法获得。恒温水槽波动性为0.02℃，则温场波动性引入的误差可能值区间半宽为0.01℃，在此区间服从反正弦分布，包含因子=

3，其标准不确定度为：

3(3)=0.01/

3

=0.006℃

合成标准不确定度

各不确定度分量汇总见表2。

表2 标准不确定度汇总表

标准不确定度分量

符号

标准不确定度（℃）

测量重复性引入的不确定度分量

()

0.013

标准温度计引入的不确定度分量

(1)

0.003

恒温水槽温场均匀性引入的不确定度分量

(2)

0.007

恒温水槽温场波动性性引入的不确定度分量

(3)

0.006

2(

2()+2(1)+2(2)+2(3)

=

=0.016℃

扩展不确定度

包含因子取=2，则投弃式温度剖面仪温度示值误差校准结果的扩展标准不确定度为：

==0.032℃

测量不确定度评定报告

投弃式温度剖面仪在20.00℃校准点上，温度示值误差校准结果的扩展不确定度为：

=0.03℃，=2

动态响应特性校准结果的不确定度评定

以时间常数的校准结果的不确定度评定为例。

数学模型

式中：

=?0 （2）

——投弃式温度剖面仪温度响应时间常数，s；

——投弃式温度剖面仪温度示值达到时的时间，s；

0——时间起始点，s。

对式（2）求偏导,得灵敏度系数为：

1==1，2=

=?1

0

投弃式温度剖面仪温度与采集的电阻信号，其函数关系为：

=×+ （3）

式中：

A、B为常数；

R——数字多用表采集到的电阻值，kΩ。

时刻投弃式温度剖面仪的温度为，相应的数字多用表采集到的电阻值为

，可以认为，在[??,+?]的微小区间内