海洋公益性行业科研专项子任务技术报告

测试使用的计量器具为测试两种不同搅拌方式的恒温槽的温场性能，采用了追踪温场变化能力较强的Fluke的1594A型测温仪和Hart公司型号为5626的标准铂电阻温度计。为测试选用的计量器具均满足JJF1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》的要求，如表2所示。表3.2测试使用的计量器具名称测量范围最大允许误差/准确度等级/不确定度1594A测温仪1Ω～1kΩ8*10-7标准铂电阻温度计（-39～156）℃二等3测试内容和方法（1）测试内容恒温槽温场工作区的波动性和均匀性。（2）波动性测试方法将标准铂电阻温度计固定在在恒温槽工作区域内1/2处O点（如图1所示），分别取温度上限35℃和下限0℃作为测试温度，待温场稳定至少10min后才可以读数。以每分钟至少6次的均匀间隔读取示值，持续10min。取最大值与最小值的差，换算为温度值，即为恒温槽在下限温度（或上限温度）相应时间间隔内的波动性[1]。变换温度计位置，将其固定在工作区同一水平位置上靠近槽体边缘10cm处的O’点，依照同样方法再进行一次测试，取最大值与最小值之差作为O’点波动性测试结果。（3）均匀性测试方法均匀性测试温度选择上限35℃和下限0℃。将一只温度计作为固定温度计插入工作区1/2深度，固定在参考位置O，另一支温度计作为移动温度计插入工作区域中的上水平面位置A，待恒温槽第一次达到设定温度后稳定至少10min，才可读数[1]。依次在工作区上水平面选取另外3个测试点B、C、D；在下水平面取4个测试点E、F、G、H（如图2所示）进行测试。取上水平面4个测试点与固定点O的温度差值中最大值与最小值，并将其差值作为上水平面的均匀性，并照此方法求出下水平面均匀性。最后取上下水平面8个测试点与固定点O的差值中最大值与最小值，并将其差值作为整个工作区的均匀性。O固定点BO固定点BADCGHFE下水平面上水平面OO′固定点1固定点2图3.1波动性测试示意图图3.2均匀性测试示意图三测试结果分析1波动性分析如表3所示，磁力耦合式搅拌恒温槽在工作区中央处和靠近工作区边缘10cm处的温场波动性均达到0.0006℃；机械式搅拌恒温槽在工作区中央达到0.0006℃，在工作区边缘10cm处达到0.001℃，均满足《温盐深测量仪规程》一级温盐深测量仪检定设备技术指标要求（≦0.002℃）[2]。说明机械式搅拌和磁力耦合式搅拌恒温槽均满足技术指标。但通过测试数据发现，机械式搅拌恒温槽工作区边缘10cm处温场性能优于中央区域，而磁力耦合搅拌恒温槽无明显区别。搅拌方式温度计位置温度上限35℃(T/℃)温度下限0℃(T/℃)工作区域波动性（T/℃）磁力耦合工作区边缘10cm0.00060.00060.0006工作区中央0.00060.00040.0006机械搅拌工作区边缘10cm0.00040.00060.0006工作区中央0.00100.00090.0010表3.3温场波动性测试结果2均匀性分析如表4所示，磁力耦合式恒温槽在工作区温场均匀性达到0.0004℃，满足一级温盐深测量仪检定设备技术指标要求（≦0.001℃）[2]。当搅拌速度提高到200r/min时，温场均匀性指标达到0.0002，说明适度提高转速可以提升温场均匀性。机械式搅拌恒温槽在搅拌速度达到150r/min时（厂家推荐速度），均匀性达到0.0015℃，结果超标。当搅拌速度提高到200r/min时，重复测试发现无论是在温度上限还是温度下限，上下水平面和整个工作区温场均匀性均有明显提高，说明对于机械搅拌转速越高水体流动越充分，温场均匀性越好。但实际工作中，不能采用过多提高转速的方式来确保温场均匀性达到技术指标，因为当搅拌速度长期过高时，容易造成机械水封磨损加剧，进而造成海水渗漏或其它故障，也为设备保养和维护带来难题。在温度下限时由于水体本身流动性降低，温场均匀性指标相比温度上限时有所降低，这种变化在采用机械式搅拌时比较明显，因此在控制低温时可以适当提高搅拌转速,以提升温场性能。由于恒温槽的恒温效果和槽体内温度场分布均匀性成正比[3]，因此在本次测试结果中发现磁力式搅拌恒温槽的恒温效果优于机械式搅拌恒温槽。表3.4温场均匀性测试结果搅拌方式搅拌速度温度上限35℃(T/℃)温度下限0℃(T/℃)工作区域均匀性(T/℃）上水平面下水平面上水平面下水平面磁力耦合200r/min0.00020.00000.00010.00020.0002150r/min0.00040.00020.00030.00040.0004机械搅拌200r/min0.00070.00060.00080.00090.0009150r/min0.00110.00090.00130.00150.00153搅拌结构分析机械式搅拌设计结构传统经典，转速可调。然而恒温槽容积较大，实际使用中需要调高转速，以满足温场技术指标。当转速提高后，机械密封磨损加剧，易造成噪音增大、海水渗漏等现象，从而给检测工作带来不必要的问题，因此在实际工作中应选择适合的转速。与机械搅拌相比，磁力搅拌由于采用磁力耦合驱动的方式带动叶片运动，不存在密封磨损后海水渗漏的问题。但磁力搅拌设计采用了直连式，离心机工作会将一部分热量传递至恒温槽内。由于目前控温设备的运行使温场性能达到了指标要求，离心机的热量对温场的影响尚不明确。最后，磁力搅拌恒温槽在厂家推荐转速下工作能满足目前对温场性能的要求，但是当继续提高转速时发现过高的转速有导致上下磁钢耦合失效的情况，即下磁钢转动，上磁钢不随之转动，因此磁力搅拌转速也不宜过高。四结论1.在本次测试中，磁力耦合式搅拌恒温槽温场的均匀性为0.0004℃，波动度为0.0006℃，与委托单位沟通后，要求课题组与其一起开展研究，通过改进工艺提高恒温槽的精度。初步将温度波动度由任务书中的≤±0.001℃提高到≤±0.0005℃，温度均匀度由任务书中的≤±0.001℃提高到0.0002℃＜t＜0.001℃。2.在本次测试中发现，磁力耦合式搅拌恒温槽温场波动性和均匀性均优于机械式搅拌恒温槽。磁力耦合式搅拌恒温槽因其温场性能好、不存在海水渗漏等优点更适合开展海洋仪器的检测校准工作。五参考文献1.国家质量监督检验检疫总局.JJF1030-2010.恒温槽技术性能测试规范[S].北京：中国计量出版社，2010.2.国家质量监督检验检疫总局.JJG763-2002.温盐深测量仪检定规程[S].北京:中国计量出版社，20023.杨宇，李宏生，施峥嵘.高精度恒温槽设计[J].仪表技术，2005，（5）：63-65

附件4：磁力耦合搅拌式恒温槽对感应式电导率传感器的影响试验报告一概述恒温槽是海水温度量值传递的基础装置，其以天然海水为导热介质，通过控制系统和磁耦合方式搅拌，使其保持内部工作区域的温度稳定均匀。感应式电导率传感器在同一轴线上并列安装两个磁环绕组，一个称为原级绕组，是发射线圈，另一个为次级绕组，是接收线圈。由于海水具有一定的导电性，传感器进入海水后，原次级线圈之间产生耦合，在原级线圈通有的交变电流就会使次级线圈感应出交变电势，信号经传输处理后即可以得到所测量海水的电导率值。由于感应式电导率传感器的工作原理，对槽内周边环境测试灵敏，磁力耦合搅拌式恒温槽是否会对感应式电导率传感器的测量产生影响成为困扰课题组成员的一个难题。2012年8月，由2009年公益性科研专项资助的磁力耦合搅拌式恒温槽验收完成，课题组人员针对这一问题，选取了典型的感应式电导率测量仪开展了一些试验。二试验对象试验对象为:磁力耦合搅拌式恒温槽和加拿大RBRXR-420-CTD。三试验方法首先将恒温槽恒温至名义温度15℃，将CTD仪器垂直置入槽内浸泡20分钟后开始测量，仪器传感器放置于在水面以下40cm处。测量时以10cm为间隔向下放置传感器并记录数据，到距离水面80cm处时停止并以同样的距离间隔向上提升传感器至40cm处。40cm40cm100cm50cm100cm50cm70cm60cm 70cm60cm图4图4.1感应式电导率传感器测量位置示意图四试验数据11:05设置自容记录开始，11:08分入水40cm处浸泡。11：28开始记录。表4.1下行测试数据如下下放深度（cm）时间XR-420电导率XR-420盐度XR-420温度4011:28-11:2941.038233.293214.99825011:30-11:3141.038633.294014.99836011:32-11:3341.039333.294014.99827011:34-11:3541.039533.294214.99808011:36-11:3741.039633.294414.9982表4.2上行测试数据如下下放深度（cm）时间XR-420电导率XR-420盐度XR-420温度8014:05-14:0641.038233.292814.99827014:07-14:0841.039433.294014.99826014:09-14:1041.039633.294414.99805014:11-14:1241.039033.293714.99824014:13-14:1441.039533.294114.9983电机停止4014:14-14:1541.040233.294414.9988从测试数据可以看出：1）下行时，温度平衡后，RBR电导率变化为0.0016mS/cm，盐度变化0.0012；2）上行时，温度平衡后，RBR电导率变化为0.0020mS/cm，盐度变化0.0016；3）上行数据中，磁力搅拌电机停止后，温度和电导率都带来微小变化，此数据误差的变化较小，可以认为磁力未对仪器测量产生影响。通过日常大量的实验表明，相关RBR仪器各平衡点的电导率重复性达到0.01ms/cm,此次测试电导率重复性达到0.001ms/cm，证明水体的流速对电导率传感器最佳检测环境至关重要，磁感应式搅拌并未对仪器测量产生影响。五测试结论磁传动恒温槽对CTD仪器检测未产生影响，相反由于磁传动电机力量较弱，方便的进行转速调节，对电导率检测提供更好的依据。尤其是感应式传感器，它比起我单位传统的机械式恒温槽优势明显。2012年10月

附件5：高精度海水恒温槽技术方案“高精度海水恒温槽”采用主、辅槽结构。主槽为实验恒温槽，一台冷水槽为快速制冷槽，为主槽提供快速降温的冷源；另外辅槽是辅助控温用恒温槽，为主槽提供高精度控温时的冷源。（见图三）主槽与冷水槽之间通过磁力低温泵和输送管路相连，管道为直径DN25的多层复合管，外加聚氨酯保温层，尽量减少输送过程的冷量损失。主槽为实验恒温槽，冷水槽为主槽快速降温提供冷源，运行温度为制冷机组极限制冷温度，温度越低，主槽降温速率越快，冷水槽不控温，但通过搅拌使其温度尽量均匀。辅助控温恒温槽与主槽同步升降温，保持固定的温差为主槽提供恒流量、恒温度的工作介质作为高精度控温时的冷源。一、技术指标1.1主槽一台温度范围：-2～40℃有效工作区：Φ750×1000mm外形尺寸：1150×1150×1825mm温度波动性：优于±0.0005℃/10分钟温度均匀性：≤0.0005℃分辨力：0.00005升温速率：0.3℃降温速率：0.3℃控温过渡时间：30分钟加热功率：快加热3000W×3（380V），控温加热400W×2（220V）制冷器：Φ21mm×50米控温冷却器：12㎜×18m搅拌方式：磁耦合搅拌1.2辅助控温恒温槽一台温度范围：-10～40℃温度波动性：优于±0.05温度均匀性：＜0.05分辨力：0.01℃有效容积：38L制冷功率：1.5P进口中低温压缩机加热功率：2000W×2二、主槽系统结构2.1主槽结构主槽内部由混合区和工作区组成，混合区内含2组加热器、1组冷却器、控温盘管及搅拌器，冷却的工作介质在混合区内加热，形成恒温工质，在搅拌器的作用下，通过均流板进入工作区。循环筒将主槽分为工作区和回流层，采用磁耦合搅拌技术，将槽内工作介质由过液筒进入混合区经分流板进入工作区，在循环筒的内部由下往上，通过回流层返回混合区，形成工质均匀循环。主槽及内部的所有构成部件均为钛合金材料（循环筒采用PVC材质）制作，防腐蚀。2.2、冷却器、加热器主槽内的冷却器为Φ20mm×50米盘管，控温冷却器为Φ12mm×18米盘管，3组加热器分别为3000W（380V）用于快速升温及400W×2（220V）用于控温的加热器，3组快加热加热器均匀分布。以上材质均为钛管。2.3、主槽控制器主槽采用自行研制的通用智能控制器，温度分辨率为0.00005℃。控制器采用PID+模糊控制，热敏电阻作为控温传感器，控温精度可以满足±0.0005我们选择的热敏电阻传感器，在-5～40℃t(℃)NO.1(KΩ)NO.2(KΩ)NO.3(KΩ)NO.4(KΩ)S(KΩ/℃)-5720.121721.557724.274721.251-1580.707580.895583.744582.025-280550.231550.600553.465551.974-311522.586522.401525.230523.649-2810.0337.36335.68334.58334.16-19.015.0264.10263.15262.16262.01-14.619.0218.19217.66216.73216.70-11.520.0208.18207.72206.81206.83-10.021.0198.67198.27197.38197.40-9.525.0165.22165.03164.21164.30-8.430.0132.01131.97131.27131.39-6.635.0106.15106.19105.61105.75-5.240.085.9186.0185.5085.65-4.0-5～40℃温度分辨率为-30～-4.0KΩ/℃，0.00005℃对应的传感器阻值为1.5～0.2Ω，工作电流2μA，转换成电压为3～0.4μV，现在的IC放大器输入灵敏度通常均大于0.1μV，24位A/D转换器转换精度为2.5×10-23,有效位数为16位时，转换精度约为0.04μV，小于前置放大A/D转换的技术层面完全可以达到0.00005℃高精度的温度控制中，半导体器件性能随温度的变化而改变，会产生温飘，尤其是测温桥路电阻的温度系数对总体技术指标影响较大。在我们的电路设计中，采用独特的浸入法，不仅解决了桥路电阻的温飘，同时解决了所有与测控温有关的器件的温飘。合理的热结构设计是高精度恒温槽的制造关键。恒温槽的性能考核主要取决于两个指标：温度波动性和温度均匀性。温度波动性为温度随时间的变化；温度均匀性为温度随位置的变化。通常温度波动性主要取决于控制系统的灵敏度、稳定度及抑制温度变化的能力，即控温功率的调整和恒温槽热结构的设计，例如：温度传感器的稳定性、槽体的保温性能、取样位置等。在大功率、控制精度不太高的场合，均用“过零触发”的调整功率的技术路径，其特点是整个正弦波动通过加热器，不会对电网和电源产生谐波干扰，调整正弦波的周期，使得单位时间内，通过加热器的波数变化来调整加热功率。如果温差大，单位时间内通过的正弦波多，反之则通过的正弦波少。每个波的有效值为220V，也就是说温差大，通过220V的正弦波次数多；温差小，通过220V的正弦波少。因此加热的功率只能为220V或0V。而且在一定功率下，占空比大。以上两点导致控制状态存在微小的震荡，限制了功率调整的精度。为此，在万分之五恒温槽的功率控制中进行了重要的第一点改进：即采用调相的调功方式，根据控温温差的大小，调节器依据的PI以及模糊算法的结果，调整执行元件可控硅导通角的大小控制加热功率。如果温差大，单位时间内导通角大，正弦波的大部或整个波通过加热器即接近220V或等于220V；如果温差小，单位时间内导通角小，正弦波的一点或一小部分通过加热器即远远小于220V加热，例如10-50V。但不管温差大小，只要有偏差，调节器在积分作用下就会有输出功率，不可能是零。从而在加热器上有固定的功率，而不是像上述过零调节那样不是220V就是0V，抑制了震荡，改善了控制品质，提高了控制精度。此项技术我们已用在海洋计量中心的两台0.001℃温度均匀性主要取决于恒温槽的热结构设计。我们槽体设计的独到之处是将槽体分为混合区与工作区两部分，工作区亦即恒温区是进行实验测试的区域；混合区是恒温槽出精度的区域，两个区域之间装有隔板。混合区对称安装有三支3KW和一支400W×2加热器，在混合区容器四周的立面上装有扰流片，使工作介质在混合区形成无序且有阻力的流动。调速器连续调整搅拌速度，工作介质在混合区可以充分混合，形成均匀流体，同时通过调整两个区域之间分流板，控制进出混合区的流量。在搅拌技术上参考前三套的经验做了下面几点改进：1.采用磁耦合搅拌技术，使得搅拌速率快，搅拌均匀充分。上下磁缸是采用12对钕铁硼永磁材料，采用N-S,S-N布置，使得在电机带动下形成吸引与排斥的交替动作而转动，空间磁力线互相抵消，降低场强干扰，经国家电磁基准检测其影响小于10-8V。2.采用复合结构的叶片，使其具有充分搅拌和推动上升的双重功效，从而极大提高了搅拌效果，保证了控温的超高精度，对此已经过多次实验验证。3.电机与下磁缸的直连式传动改为皮带轮变比传动。原设计使用的电机为120W，转速为1500转/分，通常仅使用20%的功率，即电机使用功率为24W，转速调整最大为300转，致使电机严重发热，而且转速调整范围小；现采用皮带轮传动后，变比为3:1，即搅拌叶转速为300转时，电机为900转，功率利用率可提高到60%，降低了电机发热，延长了使用寿命，而且提高了调速范围（见局部放大示意图）。三、辅助控温恒温槽结构辅槽的作用是为主槽的高精度控温提供恒温、恒流量的冷源。通常会随主槽同步升降温，并低于主槽2～3℃。辅槽由混合区、工作区、搅拌系统、制冷系统、控制系统五部分组成。在搅拌系统作用下，制冷系统提供的冷量与控温系统提供的热量在混合区混合后，恒温工质受压流过底部夹层，经分流板、工作区，再回流混合区形成循环。控温仪（在控制柜面板上）采用RS253型通用智能控制器，Pt100铂电阻作为感温元件，PID控制，温度分辨率0.01℃在新的设计中，除了制冷蒸发器的冷却盘管外，还安装有速冷盘管，通过装有电磁阀的管路与冷水槽的送冷管路相连，在冷水槽冷却主槽的同时也冷却辅槽，同步降温。同时，压缩机的制冷功率提高到1.5P，能有效提高降温速率。四、主槽控制柜功能说明4.1控制柜及仪表如图四所示，控制柜仪表从左至右依次为：：主槽控温、辅槽控温、冷槽温度、搅拌调速。<1>主槽控温:采用自行研制的通用智能控制器，分辨力为0.00005℃，带有RS232通讯接口，热敏电阻作为控温传感器，能满足±0.0005<2>辅槽控温：RS253控温仪表控制辅槽温度。<3>冷槽温度:RS13型控温仪表，测量显示冷水槽温度。<4>搅拌调速：主槽搅拌电机为180W交流电机及配套调试器。4.2控制开关及功能如图四所示，开关从左至右依次为：总电源、主槽控温、主槽快加热1、主槽快加热2、辅槽控温、辅槽制冷、辅槽循环、冷槽制冷、冷水循环、海水进、海水出、主槽电磁阀、辅槽电磁阀、备用开关。该控制柜开关“红色”按钮为开启，红灯亮；“绿色”按钮为关闭，绿灯亮。<1>总电源:此开关初始状态为“绿灯”亮（注意此时380V电压已接通），按下“红色”按钮，“红灯”亮，同时，上层的仪表全部有所显示，分别显示主槽当前温度等，此时其余各开关均为“绿灯”亮。<2>主槽控温：开关闭合，“红灯”亮，搅拌电机启动，水在恒温槽内混合循环。<3>快加热1：对应的加热功率为6KW。<4>快加热2：对应的加热功率为3KW。需要快速升温时，同时开启快加热1、2，9KW加热器同时工作；当接近设定的实验温度时，关闭快加热1，由快加热2对应的3KW加热，防止温度超调。注增加过温保护功能，当超过设定温度后，快加热能自动停止工作。<5>辅槽控温：开关闭合，“红灯”亮，搅拌电机同时启动，辅槽内的工作介质开始循环。<6>辅槽制冷：开关闭合，“红灯”亮，辅槽内的压机启动，开始制冷。<7>辅槽循环：辅槽内的恒温介质泵入主槽的控温盘管并形成循环。<8>冷槽制冷：开关闭合，“红灯”亮，冷水槽的压缩机组启动制冷，同时搅拌电机转动。<9>冷水循环：开关开启，输送泵启动，将冷水槽内的冷却介质泵入主槽，快速冷却主槽。<10>海水进：按下此开关即从储液罐往主槽注水。<11>海水出：按下此开关即从主槽往储液罐回水。<12>主槽电磁阀：开启此阀门，冷水槽内的冷却液体进入主槽，快速冷却主槽。<13>辅槽电磁阀：开启此阀门，冷水槽内的冷却液体进入辅槽，快速冷却辅槽。<14>备用开关：为其它可能增加的需要做准备。五、自动数据系统与控制如下图所示，利用数据采集软件，通过计算机可以对主槽和辅槽进行远程数据采集及发送控制指令。该自动数据系统主要实现两个功能：（一）、数据的采集及监控；该系统可以实时的采集和记录主槽和辅槽的温度数值，并绘制成曲线图，可以方便的查看和比较温度的波动大小。（二）、实验设计功能；该系统可以通过计算机远程控制主槽控制柜的操作面板，发送控制命令，实现对主槽辅槽的远程控制，完成预定的实验过程。具体包括以下功能：1.设定实验温度；2.设定控制参数；3.采集实验数据；4.完成实验报告。

附件6：高精度海水恒温槽图纸

附件7：高精度海水恒温槽校准证书

附件8：高精度海水恒温槽测试报告及原始记录1.测试对象测试对象为海水温盐检定恒温槽，通过以天然海水为导热介质，通过控制系统和搅拌实现，使其保持内部工作区域的温度稳定均匀。规格编号为Hwy-0005j，恒温槽的技术指标均为：温场波动性±0.0005℃，温场均匀性≤0.0005℃。2.测试方法根据JJF1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》，对海水电导率测量仪检测恒温槽的技术性能进行测试，测试所使用的计量标准器具见表1。表8.1测试所使用的计量标准器具名称测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差证书编号有效期至标准铂电阻温度计（-38.8344～156.5985）℃一等RGcp2013-02152015.07.03标准铂电阻温度计（-38.8344～156.5985）℃一等RGcp2012-02132015.07.03测温电桥1Ω～10kΩ8*10-7DLdz2012-07802014.05.273.测试结果测试时间为2013年11月8日～11月11日，测试人员张博、朱丽萍、索利利，测试原始记录附后。测试结果见表2。表8.2海水电导率测量仪检测恒温槽测试结果名称规格编号设定温度（℃）温场均匀性（℃）温场波动性（℃）（10min）上水平面下水平面工作区域海水温盐检定恒温槽Hwy-0005j00.00010.00040.00040.0003350.00030.00030.00050.00024.测试结论通过对恒温水槽进行温场测试，其温场波动度及均匀性符合设计技术指标要求，可以满足海水电导率测量仪检测的要求。测试原始记录附后。测试报告原始记录表

附件9：海洋温度量值传递装置测量不确定度评定报告1.适用范围海洋温度量值传递装置由一等标准铂电阻温度计、测温仪、高精度海水恒温槽等组成，其中高精度海水恒温槽是为海水温度测量仪检测而专门研制的，可开展海水温度测量仪的检测，本报告适用于海洋温度量值传递装置不确定度评定。2.不确定度的影响因素分析2.1温度检测结果不确定度来源a）一等标准铂电阻温度计和测温电桥引入不确定度；b）海水温度测量仪检测恒温槽温场均匀性引入的不确定度；c）海水温度测量仪检测恒温槽温场波动度引入的不确定度；2.2温度检测结果不确定度分量评定2.2.1标准铂电阻温度计和测温电桥引入的标准不确定度检定使用的一等标准铂电阻温度计是经中国计量科学研究院检定合格，在检定周期内使用，并定期进行水三相点测量，使用新测值进行计算，则由铂电阻温度计和测温电桥测量引入的误差可能值区间的半宽为0.001℃，在此区间服从正态分布，包含因子取3，标准不确定度为=0.001/3=3.3×10-4℃。2.2.2高精度海水恒温槽温场均匀性引入的标准不确定度检定实验使用的高精度海水恒温槽温场均匀性最大允许误差为±0.0005℃，则温场均匀性引入的误差可能值区间半宽为0.0005℃，服从均匀分布，包含因子取，标准不确定度为=0.0005/=2.9×10-4℃。2.2.3高精度海水恒温槽温场波动性引入的标准不确定度检定实验使用的高精度海水恒温槽温场波动性最大允许误差为±0.0005℃，则温场波动性引入的误差可能值区间半宽为0.0005℃，服从均匀分布，包含因子取，标准不确定度为=0.0005/=2.9×10-4℃。2.3合成标准不确定度表9.1标准不确定度汇总表不确定来源符号标准不确定度（℃）标准铂电阻温度计和测温电桥3.3×10-4恒温槽均匀性2.9×10-4恒温槽波动度2.9×10-4标准不确定度汇总表见表1，各分量相互独立，温度检测装置标准不确定度为=5.3×10-4℃。2.3扩展不确定度包含因子取k=2，扩展标准不确定度为：U=2×=2×5.3×10-4℃=0.001℃。3.结果报告海洋温度量值传递装置的测量不确定度U=0.001℃，k=2。

附件10：海洋温度量值传递装置应用证明

附件11：全自动活塞式压力计校准证书

附件12：关于减小压力量值传递系统不确定度的技术报告作为压力校准的核心关键设备，活塞式压力计（PG7302）的不确定度对最终的校准结果有着很大的影响。在本课题中，我们要求得到的测量不确定为0.005%。为了达到要求，对活塞压力计本身以及周围的环境都有很高的要求。为了更好的减小压力量值传递系统的不确定度，首先从活塞压力计的基本原理入手。图10.1活塞压力计结构示意图活塞式压力计是一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器，又称为静重式压力计，是利用帕斯卡定律及流体静力学平衡原理工作的仪器。流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。最基本的活塞系统是由活塞和活塞筒组成（如图1所以），并且相互之间有着很好的密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的，当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的传压介质会产生于已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。而在我们的实际应用中，力值通常由发麻的质量与使用地点的重力加速度的乘积得到。活塞压力计在使用过程中的不确定度取决于仪器本身的物理特性和不确定度以及许多外部影响因素，这些因素必须都进行深入的分析和考虑，对不确定度影响因素的确定和排除直接决定着校准结果误差的大小。通常情况下，来自活塞压力计本身的测量不确定度的影响因素这要有：砝码、活塞系统的刚度、活塞系统的温度膨胀系数、流体的表面张力、垂直度影响以及磁场对磁性部件的影响等。来自外部因素的不确定影响因素主要有：使用地点的重力加速度、砝码在空气中受到的浮力、操作环境的受控程度和稳定程度。这里我们需要明确的是，以上提到的不确定度影响因素只是局限在活塞压力计本身的测量不确定度进行分析总结出来的，如果我们在校准过程中需要对被校准设备仪器进行不确定度值的测定，还必须对其他因素加以考虑，如流体介质种类和参考压力（或气压）相关的位置差、系统泄漏、温度梯度等。对于本课题中使用的活塞压力计为PG7302，其不确定度来源表如表1所示。表10.1不确定来源表序号来源1砝码及活塞质量M2重力加速度gl3空气密度ρa4砝码、承重盘及活塞平均密度ρm5液体高度h6介质密度ρf7活塞温度θ8有效面积A9弹性形变λ10热膨胀αp+αc11热值分辨力I112垂直度I213线性度I314灵敏度I4对PG7302活塞压力计，其压力复现数学模型（表压状态下）为：P公式中相关量的表达式如下：（1）空气密度的计算式：ρ式中：P：压力，单位：Pa；T：温度，单位：K；U：以小数点形式表示的相对湿度；ew：温度为T时的饱和水汽压；Z：压力为P，温度为T时湿空气的压缩系数，近似为1.000。（2）砝码、承重盘及活塞平均密度的计算式：ρ式中：Mpiston：活塞装配件的真实质量；MBell：承重盘的真实质量；Mmass：砝码的真实质量；ρpiston：活塞装配件的平均密度ρBell：承重盘的平均密度；ρmass：砝码的平均密度。（3）介质密度计算公式：ρ（4）活塞有效面积计算式：A=式中：dp为活塞平均直径；dc为活塞筒平均直径。表压状态压力输出的合成标准不确定度依据下述方程式：μ式中：μrcr,c其中X代表压力影响量。而针对环境中对活塞压力计不确定度的影响，结合翻译的《PG7302使用和维护说明书》中给出了PG7302使用的环境条件，提出了在实际使用的减小压力测量不确定的方式。温度、相对湿度：实验室为恒温恒湿试验室，温度（20±1）℃，湿度（40±2）%RH，根据《活塞式压力计》检定规程，在范围内不需要考虑环境温度对于活塞式压力计的影响，另外一方面，PG7302配置了温度传感器，实时测量活塞附近温度，并将温度测量值进行计算，因此由实验室环境温度引入的测量不确定度可以忽略。环境压力：一方面将外界的影响降低到最小，避免造成气压的不稳定；另外一方面PG7302配置了气压传感器，实时测量并进行修正，减小了此项带来的不确定度；气流：不要将PG7000平台安装在由垂直气流的环境中，比如空调输送管的下部，这样会引起砝码载重和增加不定量的影响；振动：最小化振动，过多的振动会降低PG7302测定压力的稳定性（振动会影响浮动活塞），过多的高频率振动，如在放置PG7302系统的桌子上的真空泵，会影响活塞的灵敏度。因此，在实际测量时，要严格控制上述4个方面的影响量，即可减小压力传递传递系统不确定度。

附件13：海洋压力量值传递装置测量不确定度评定报告1.适用范围利用全自动活塞式压力计系统开展海水压力测量仪压力传感器的检测，本报告适用于全自动活塞式压力计系统不确定度评定。2.压力测量不确定度评定2.1压力测量不确定度来源a）由标准压力计示值误差引起的标准不确定度；b）检定环境温度测量影响引入的标准不确定度；c）液柱差修正不完善引入的不确定度；d）空气零点测量引入不确定度；2.2压力测量结果不确定度分量评定2.2.1由标准压力计示值误差引起的标准不确定度分量检定选用全自动活塞压力计，其数学模型为,其不确定度来源主要由活塞有效面积引入的不确定度和砝码质量引入的不确定度。2.2.1.1活塞有效面积引入的不确定度由上级证书Ur=2