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[摘 要]双金属温度计是一种测量中低温度的现场检测仪表。笔者结合自己多年实际工作经验，根据JJG226-2001《双金属温度计》检定规程和JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求，对双金属温度计测量结果的不确定度进行有效评定，为双金属温度计的检定证书出具相关测量不确定度数据提供理论依据。
[关键词]双金属温度计 测量结果 不确定度 有效评定
中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0312-01
引言
工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。能自动连续记录气温变化的仪器，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，两种金属在温度变化时体积变化量不一样，因此会发生弯曲。将其一端固定，另一端随温度变化而发生位移，位移量与气温接近线性关系。自记系统由自记钟，自记笔组成，自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。这种仪表的测温范围是200～650℃，允许误差均为标尺两程的1%左右。这种温度计和棒状的玻璃液体温度计的用途相似，但可使用在机械强度要求更高的条件下。
1.数学模型
Y=t-T。其中，Y表示双金属温度计的示值误差，t表示双金属温度计的示数，T作为二等标准铂电阻温度计的示数。
2.测量不确定度的来源
（1）示值估读引入的标准不确定度分量u（t1）。
（2）重复测量引入的标准不确定度分量u（t2）。
（3）二等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度分量u（T1）。
（4）恒温槽温度波动度引入的标准不确定度分量u（T2）。
（5）恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度分量u（T3）。
（6）数字测量仪引入的标准不确定度分量u（T4）。
3.关于不确定度的有效评定
3.1 输入量 t的标准不确定度评定
3.1.1 被测双金属温度计的示值估读引入的标准不确定度u（t1）的评定
由于双金属温度计的示值估读到其分度值的1/10，也就是0.5℃ ，区间半宽为0.25℃，其分布服从均匀分布，包含因子k=，标准不确定度为：
u（t1）=0.25=0.1443℃
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.1.2 被测双金属温度计的示值重复性引入的标准不确定度u（t2）
对一支测量范围为0—250℃，准确度为1.0，分度值，5℃的双金属温度计，在250℃按照规程进行2次重复性测量（在正反行程上进行），得到测量值为： 249.5℃，249.5℃，故平均值t= 249.5℃.
根据经验预评定的不确定度：
标准不确定度：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2 输入量T的标准不确定度u（T）的评定
3.2.1 二等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度分量u（T1）
二等标准铂电阻温度计在250℃时的长期稳定性要求不大于14mk，服从正态分布，包含因子k=3，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2.2 恒温槽温度波动度引入的标准不确定度分量u（T2）
查证书得到恒温槽在工作区域内最大温度波动为0.008℃，区间半宽为0.004℃，服从均匀分布，包含因子k=，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2.3 恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度分量u（T3）
查证书得到恒温槽在工作区域内最大温差不超过0.016℃，区间半宽为0.008℃，服从均匀分布，包含因子k=，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.3 合成标准不确定度
以上各分量独立不相关，按方和根得合成标准不确定度
3.4 扩展不确定度
取置信概率P=95%，按有效自由度veff=50，查t分布表得到：k95=2.01，扩展不确定度：
U95= k95×uc =0.6℃
3.5 测量结果
被测双金属温度计在250℃点的测量结果为：
参考文献
[1] JJF 1059-1999.测量不确定度评定与表示[S].1999.
[2] 任春杰，杨勇，王晓晅，聂茂增，隋宇博.双金属温度计测量结果不确定度评定[J].现代测量与实验室管理.2013（6）.
[3] 翁祖文.雙金属温度计检定量值比对技术报告[J].计量与测试技术. 2014（2）.
[关键词]双金属温度计 测量结果 不确定度 有效评定
中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0312-01
引言
工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。能自动连续记录气温变化的仪器，为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，两种金属在温度变化时体积变化量不一样，因此会发生弯曲。将其一端固定，另一端随温度变化而发生位移，位移量与气温接近线性关系。自记系统由自记钟，自记笔组成，自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。这种仪表的测温范围是200～650℃，允许误差均为标尺两程的1%左右。这种温度计和棒状的玻璃液体温度计的用途相似，但可使用在机械强度要求更高的条件下。
1.数学模型
Y=t-T。其中，Y表示双金属温度计的示值误差，t表示双金属温度计的示数，T作为二等标准铂电阻温度计的示数。
2.测量不确定度的来源
（1）示值估读引入的标准不确定度分量u（t1）。
（2）重复测量引入的标准不确定度分量u（t2）。
（3）二等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度分量u（T1）。
（4）恒温槽温度波动度引入的标准不确定度分量u（T2）。
（5）恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度分量u（T3）。
（6）数字测量仪引入的标准不确定度分量u（T4）。
3.关于不确定度的有效评定
3.1 输入量 t的标准不确定度评定
3.1.1 被测双金属温度计的示值估读引入的标准不确定度u（t1）的评定
由于双金属温度计的示值估读到其分度值的1/10，也就是0.5℃ ，区间半宽为0.25℃，其分布服从均匀分布，包含因子k=，标准不确定度为：
u（t1）=0.25=0.1443℃
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.1.2 被测双金属温度计的示值重复性引入的标准不确定度u（t2）
对一支测量范围为0—250℃，准确度为1.0，分度值，5℃的双金属温度计，在250℃按照规程进行2次重复性测量（在正反行程上进行），得到测量值为： 249.5℃，249.5℃，故平均值t= 249.5℃.
根据经验预评定的不确定度：
标准不确定度：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2 输入量T的标准不确定度u（T）的评定
3.2.1 二等标准铂电阻温度计引入的标准不确定度分量u（T1）
二等标准铂电阻温度计在250℃时的长期稳定性要求不大于14mk，服从正态分布，包含因子k=3，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2.2 恒温槽温度波动度引入的标准不确定度分量u（T2）
查证书得到恒温槽在工作区域内最大温度波动为0.008℃，区间半宽为0.004℃，服从均匀分布，包含因子k=，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.2.3 恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度分量u（T3）
查证书得到恒温槽在工作区域内最大温差不超过0.016℃，区间半宽为0.008℃，服从均匀分布，包含因子k=，引入的标准不确定度为：
其中，估计=0.1，所以自由度为：
3.3 合成标准不确定度
以上各分量独立不相关，按方和根得合成标准不确定度
3.4 扩展不确定度
取置信概率P=95%，按有效自由度veff=50，查t分布表得到：k95=2.01，扩展不确定度：
U95= k95×uc =0.6℃
3.5 测量结果
被测双金属温度计在250℃点的测量结果为：
参考文献
[1] JJF 1059-1999.测量不确定度评定与表示[S].1999.
[2] 任春杰，杨勇，王晓晅，聂茂增，隋宇博.双金属温度计测量结果不确定度评定[J].现代测量与实验室管理.2013（6）.
[3] 翁祖文.雙金属温度计检定量值比对技术报告[J].计量与测试技术. 2014（2）.