環(huán)境溫度對溫度記錄儀測試的影響

　　溫度自記儀是一種智能化的溫度測量和記錄裝置，它以微處理器為核心，能定時對目標(biāo)溫度進行自動測量，并把測量結(jié)果保存在內(nèi)部的存儲器中。它結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，不但能節(jié)省大量的人工監(jiān)測時間，而且還可用于人工無法監(jiān)測的危險環(huán)境及有限空間，廣泛應(yīng)用于氣象、空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試、供暖管網(wǎng)運行調(diào)節(jié)等各種需要連續(xù)測量溫度的場合。實驗室現(xiàn)使用溫度自記儀進行的溫度測量和記錄工作，主要包括室內(nèi)溫度、室外溫度、供熱管道溫度、大空間溫度分布等，其中有一些屬于非常規(guī)環(huán)境條件溫度測量。由于使用環(huán)境多種多樣，對這種儀表在不同使用環(huán)境溫度下的測量精度產(chǎn)生懷疑，尤其是在冬季室外溫度測量及高溫供熱管道溫度測量上的偏差較大。因此，對現(xiàn)有的溫度自記儀進行了不同使用環(huán)境溫度條件下的實驗研究與分析。
　　
　　1實驗裝置及測試，
　　
　　實驗室現(xiàn)有某型號溫度自記儀，其標(biāo)稱的溫度測量范圍為一40℃～+85℃，測量精度為±0．5~C
　　
　　（一l0℃～+85時），工作環(huán)境溫度范圍為一40℃～+85℃。通過其標(biāo)稱參數(shù)可以看出，在其量程范圍內(nèi)的測量精度為±0．5cC，’在其全部工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)（一40℃～+85）的精度是否能達(dá)到該指標(biāo)，需要深入研究。
　　
　　筆者結(jié)合溫度自記儀的實際使用環(huán)境條件和實驗室現(xiàn)有條件，使用HC2010型超級恒溫水浴模擬被測
　　
　　溫度，其精度可達(dá)到0．1oC。使用家用冷柜、HC1．0小型環(huán)境試驗艙和BD115恒溫箱聯(lián)合模擬不同的使用環(huán)境溫度。
　　
　　根據(jù)簡單抽樣原則，從60個現(xiàn)有的帶溫度探頭的同型號溫度自記儀中隨機抽取6個作為樣本進行對比實驗。考慮溫度自記儀在室外及供熱管道的實際使用需求，模擬環(huán)境溫度設(shè)定為一l0oC、0~C、30oC、60℃共4個設(shè)定點，溫度自記儀主機處于該溫度條件下。模擬被測溫度設(shè)定為一l0oC、0~C、。15oC、30oC、45'：12、60'：12共6個溫度點，溫度白記儀的探頭處于該溫度條件下，以考察溫度白記儀在不同環(huán)境溫度下的測量誤差。
　　
　　2實驗結(jié)果及分析，首*行橫向比較實驗，即選定多個溫度點，對每一個溫度點，使用不同的溫度白記儀進行對比測量，測量結(jié)果見表1。實驗結(jié)果表明，選定溫度點的測量標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0．1，即橫向誤差非常小，無論在高溫狀態(tài)，還是在低溫狀態(tài)。可以得出，該型號溫度白記儀的穩(wěn)定性是可以的，同一性比較高。
　　
　　對于選定的6個溫度白記儀樣本，我們發(fā)現(xiàn)編號為J200602的溫度白記儀在低溫時出現(xiàn)錯誤記錄的現(xiàn)象，在其他溫度點測量時出現(xiàn)誤差明顯偏大的現(xiàn)象，判斷該溫度白記儀屬于質(zhì)量不合格產(chǎn)品，在進行數(shù)據(jù)計算時將該樣本剔除，以其他5個溫度白記儀作為實驗樣本進行分析。但該現(xiàn)象表明，溫度白記儀雖然結(jié)構(gòu)小巧、使用方便，但卻不能因其價格相對低廉而忽視質(zhì)量問題，防止造成某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的不可逆丟失。
　　
　　根據(jù)橫向?qū)Ρ葘嶒灲Y(jié)果，對其他5個有效的溫度白記儀安排不同環(huán)境溫度和被測溫度條件下共計24組實驗，測量結(jié)果見表2。可以得出，隨著環(huán)境溫度的變化，測量結(jié)果發(fā)生明顯偏移。環(huán)境溫度與常溫（20℃左右）相差越大，測量結(jié)果的誤差就越大，甚至超出了其標(biāo)稱的±0．5~C的范圍。為便于比較，繪制了誤差曲線圖，見圖1。從該圖中可以明顯看出環(huán)境溫度對測量結(jié)果的影響，這個影響在其量程范圍內(nèi)是普遍存在的。
　　
　　在所進行的實驗范圍內(nèi)，環(huán)境溫度為一10．1℃時溫度白記儀的測量誤差zui大，在測量被測溫度為
　　
　　30．5℃的目標(biāo)時誤差達(dá)到了1．55~C，是其標(biāo)稱值的三倍。可見，極低環(huán)境溫度對溫度白記儀的測量結(jié)果有顯著影響，且測試誤差在整個測試范圍內(nèi)不具備單調(diào)變化趨勢，儀器白帶的溫度校準(zhǔn)功能無法使用。在其他環(huán)境溫度條件下的測試結(jié)果基本滿足±0．5的標(biāo)稱誤差范圍。
　　
　　在冬季對北方某城市進行的供熱節(jié)能測試中，使用該型號溫度自記儀測量供熱管道供回水溫度時，出現(xiàn)了溫度測量結(jié)果偏差較大的現(xiàn)象。認(rèn)為與溫度自記儀的使用環(huán)境溫度太低有關(guān)，同時也與溫度探頭和圓形管道外壁之間的接觸不良有關(guān)。為此，對溫度自記儀采取了一定的保溫措施，同時在溫度探頭上加涂黃油，以減小測量誤差。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　通過以上實驗，認(rèn)為溫度自記儀在一般條件下可正常工作，測量誤差在其允許誤差范圍內(nèi)，可以放心使用。非常規(guī)條件使用需要預(yù)*行標(biāo)定。建議在有條件的情況下對擬使用的溫度自記儀進
　　
　　行“使用條件’?下的標(biāo)定，雖然工作量不小，但可提高測量準(zhǔn)確性，及時發(fā)現(xiàn)有問題的溫度自記儀（包括測量誤差較大的和沒電的溫度自記儀），減少無效測量帶來的損失。
　　
　　只要正確操作設(shè)置溫度自記儀，在每次使用前進行標(biāo)定，放置位置合理，溫度探頭布置得當(dāng)，即可避免在測試中出現(xiàn)較大誤差。