恒温槽用于温度计量性能测试及温度仪器仪表的检定,其自身控温精度及温场性能决定计量工作的质量。目前,国内外生产的多数恒温槽结构简单、形式传统,在控温过程中温场不均匀,温度波动大,控温效率低、精度差,计量特性指标不够理想。为满足国家规程规范要求,提高恒温槽控温精度,提升温场计量性能,本论文对传统恒温槽温的工作原理及结构进行分析,在传统恒温槽的结构基础上设计了一种高精度恒温槽,并对其温场计量特性进行测试,最后对测试结果进行分析。具体研究内容如下:(1)设计恒温槽的整体结构。首先分析恒温槽的工作原理及结构形式,确定本研究所要采用的结构形式。其次在部分结构设计中,重点对恒温槽内筒结构进行了创新设计,通过新型内筒结构使恒温槽内的介质混合更均匀,循环更充分,以此提高恒温槽控温精度;对恒温槽介质循环系统进行创新设计,利用油泵等结构提高了介质循环的效率,缩短检定时间、降低人力物力的消耗。(2)对现有的温度控制方法进行研究,采用一种改进型的PID控制算法,即在温度控制的过程中,用差量PID算法来对温度进行控制。由此实现本恒温槽的高精度、自动化控温,提升恒温槽控温的质量,提高产品的检定水平。(3)通过SolidWorks软件建立三维模型,并绘制图纸生产样机。样机制作完成后,对恒温槽的温场计量性能进行测试,所得温场稳定性为0.011℃/10min;温场的均匀性测试结果为工作区域上水平面最大温差0.0034℃;工作区域下水平面最大温差0.0020℃;工作区域最大温差为0.0034℃。数据均符合国家规程规范的要求,并优于同类产品。(4)对高精度恒温槽温度稳定性、波动性的测量结果进行不确定度评定,评定结果符合国家规程规范的要求,提高本恒温槽的计量水平可信度,对后期生产加工以及产品升级等具有重要指导意义。