红外体温计实验室误差、红外筛检仪警示温度的不确定评定

邓仕奎 时方荣 赵庆岳 李梅静

摘要：本文介绍了红外体温计实验室误差、红外筛检仪警示温度的不确定评定方法。

关键词：红外体温计 红外筛检仪 示值误差 不确定度评定

1概述

1.1测量依据：JJF 1107—2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

1.2测量标准：标准铂电阻温度计，WZPB-2，二等

黑体辐射源，BF-50C，U= 0.07 ºC（k=2）

1.3被测对象：红外额温计，最大允许误差±0.3℃

红外筛检仪，最大允许误差±0.4℃

1.4 测量条件：红外体温计校准系统工作区域温度均匀性小于0.006℃，波动性小于0.010℃·（10min）^-1。

1.5 测量过程：

用比较法将标准器置于红外体温计校准系统中，且黑体空腔固定位置准确，待示值稳定后，手持红外体表温度计对准黑体空腔开口进行温度测量，按标-被-被-标的次序读取耳温计示值（这样读数作为一个往返），每只红外体表温度计往返2次共读4次，分别求得标准和被检的示值平均值，然后通过公式计算得出实验室误差。

用直接分度法，将黑体辐射源设定到被校红外筛检仪的警示温度-0.5℃，稳定后，以0.1℃的步进值升温，保证每次升温后达到稳定的温坪，继续升高，直到红外筛检仪报警发生。

1.6 评定结果的使用

在符合上述条件下的测量，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

2 测量模型

被校仪器的示值误差 表示为：

（1）

式中，Δt 被校温度计的实验室误差，单位℃；

t_DUT 被校温度计示值平均值，单位℃；

t_s 标准黑体辐射温度示值平均值，单位℃ ；

∆t_ε 黑体发射率偏离1引入的修正，单位℃。

3输入量的标准不确定度评定

以上各变量不相关，示值误差 的标准合成不确定度 由下式确定：

	（2）
	（3）

式中， 为被校仪器示值的标准不确定度； 为标准黑体辐射温度的标准不确定度。 为黑体发射率偏离1引入的修正的不确定度。

3.1 标准辐射温度引入的不确定度

校准红外体表温度计时，影响标准黑体辐射温度的不确定度的因素包括：标准器检定周期内的漂移、测量标准器的数字表准确度、标准器测点与黑体空腔内表面之间温差和红外体温计校准系统温场不均匀性。

校准红外筛检仪时，影响标准黑体辐射温度的不确定度的因素包括：黑体辐射源的不确定度。

3.1.1标准器引入的测量不确定度u₁

校准红外体表温度计时，标准器引入的不确定度主要是标准铂电阻温度计检定结果的不确定度和检定周期内的漂移，不确定度为0.004℃，周期内漂移为0.010℃，标准铂电阻温度计引入的不确定度为u₁=0.014℃。

校准红外筛检仪时，黑体辐射源的不确定度由查阅证书可得，U= 0.07 ºC，k=2。取u₁=0.035℃

3.1.2数字温度测量仪引入的测量不确定度u₂

数字温度测量仪准确度等级为0.002级，标准铂电阻温度计在50℃时，阻值最大为31Ω，则测量阻值的不确定度为0.0007Ω，转换为温度为0.014℃。

3.1.3黑体空腔内壁与标准器测点之间温差引入的测量不确定度u₃

黑体空腔内壁与标准器测点之间温差主要有红外体温计校准系统的温度均匀性决定，查阅红外体温计校准系统证书为0.006℃。

3.1.4红外体温计校准系统控温稳定性引入的测量不确定度u₄

红外体温计校准系统控温稳定性引入的测量不确定度主要有红外体温计校准系统的温度波动性决定，查阅红外体温计校准系统证书10分钟内温度波动性为0.010℃，则红外体温计校准系统控温稳定性引入的不确定度为0.010℃。

3.1.5黑体空腔发射率偏离1引入的测量不确定度u₅

校准装置中使用的黑体空腔发射率为0.9995±0.0002，在30.0℃、34.0℃、38.0℃时的亮温偏差为-0.10℃、-0.18℃、-0.27℃，代入公式（5）进行计算

（4）

发射率偏离1引入的不确定度分量为

表1 发射率偏离1引入的不确定度

温度（℃）	u（ε）	Δtv0.99(℃）	u5（℃）
30.0	0.0002	-0.10	0.002
34.0	0.0002	-0.18	0.004
38.0	0.0002	-0.27	0.006

3.2 被校红外体表温度计、红外筛检仪引入的不确定度

影响被校红外体表温度计、红外筛检仪的标准不确定度的因素包括被校仪器的显示分辨力和校准重复性。

3.2.1被校红外体表温度计、红外筛检仪分辨率引入的测量不确定度u₆

被校红外体表温度计、红外筛检仪显示分辨率为0.1℃，服从均匀分布，则u₆=0.029℃

3.2.2被校红外体表温度计、红外筛检仪重复性引入的测量不确定度u₇

查阅第八目录内容，检定或校准结果的重复性试验记录，则

红外体表温度计 u₇=0.114℃

红外筛检仪 u₇=0.134℃

4合成标准不确定度及扩展不确定度

由上文叙述的各不确定度分量，各因素引入的不确定度分量彼此不相关，则u_c由公式（5）确定：

（5）

校准结果不确定度评定见表2。

扩展不确定度取包含因子k=2，

（6）

扩展不确定结果见表2和表3。

表2红外体表温度计校准结果不确定度（单位：℃）

温度 ℃	标准装置引入					被校引入		不确定度合成
	u1	u2	u3	u4	u5	u6	u7	uc	k	U
30.0	0.014	0.014	0.006	0.010	0.002	0.029	0.114	0.12	2	0.24
34.0	0.014	0.014	0.006	0.010	0.004	0.029	0.114	0.12	2	0.24
38.0	0.014	0.014	0.006	0.010	0.006	0.029	0.114	0.12	2	0.24

表3红外筛检仪校准结果不确定度（单位：℃）

温度 ℃	标准装置引入	被校引入		不确定度合成
	u1	u6	u7	uc	k	U
30.0	0.035	0.029	0.134	0.15	2	0.30
34.0	0.035	0.029	0.134	0.15	2	0.30
38.0	0.035	0.029	0.134	0.15	2	0.30

5计量标准的不确定度

红外体温计校准装置的不确定由表2、表3中标准装置引入的分量u₁、u₂、u₃、u₄、u₅决定，其不确定度由式（7）计算得出

校准红外体表温度计时，计量标准的不确定为

（7）

校准红外筛检仪时，计量标准的不确定为

6校准结果的不确定度

红外体表温度计校准结果不确定度U=0.24℃，k=2；

红外筛检仪校准结果不确定度U=0.30℃，k=2。

7参考文献

[1]JJF1107-2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》

[2]JJF1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》

作者简介：邓仕奎，男，工程师。工作单位：贵州省六盘水市检验检测中心。