河北省計量科學研究院  柯亭正  河北（běi）省質量（liàng）技（jì）術監督局  柯旭

　　一、我國目（mù）前實驗室恒溫標準溫度製度及改革意（yì）見

    我（wǒ）國現行的產品標準、檢（jiǎn）定（dìng）規程、校準方法中，環境溫度規定以20℃作為恒溫參考標準溫度（dù）。例如:檢定、校準環境溫度(即實驗室（shì）恒（héng）溫標準溫度)20℃±1℃、20℃±2℃；工作溫度範圍20℃±10℃；儲存溫度範圍20℃±30℃等。

　　這個規定是有曆史原因的。從20世紀50年代開始（shǐ），我國就以20℃作為參考標準溫（wēn）度，至（zhì）今未變。當時（shí），一方麵大量（liàng）參照了（le）原（yuán）蘇聯的標準（zhǔn）和規程；另一方麵，20世紀50年（nián）代我國平均氣溫較低。由此，在（zài）我國從國家到地方的各級計量檢（jiǎn）定機構，不論是國家基準，還是各等級標準（zhǔn）計量檢定（dìng），或準確度要求（qiú）較（jiào）高的校準、檢測，其工作場所環境恒溫溫度都定為20℃±X℃，成為了（le）製度。例如（rú）:0級量塊要求20℃±0.2℃；(2～4)等量塊要求20℃±1℃；精密天平（píng）、二等活塞壓力計、0.01級（jí）以上電橋、電位差計、標準電池、標準電阻均要求20℃±1℃；測長儀、萬能工具顯微鏡、精密測溫電（diàn）橋要求20℃±2℃；鍾罩式氣體流量標準裝置、一等、二等標準（zhǔn）金屬容器要求20℃±2℃；時間頻率和無線電的標準儀器要求20℃±5℃等（děng）。

　　半個世紀以來，由於地球能源的大量消耗，大（dà）氣中二氧化（huà）碳越（yuè）來越多，以及（jí）太陽和地球內在活動的（de）增強，造成地球的表麵溫度逐漸（jiàn）升高（gāo），春、夏季的“高溫”來（lái）得早、溫度（dù）高（gāo）。最近50年來，我國各地的氣溫普遍（biàn）上（shàng）升，尤其以冬季和西北、華北、東北地區氣溫上升最為明顯。德國3位氣象專（zhuān）家研究後發表報告指出:“全（quán）球氣溫變暖的速度正在加快。在未來50年中，氣溫可能會再提高(2～5)℃”。

　　我國近幾十年（nián）來，城市建設的速度和規模越（yuè）來越大，高樓越來越（yuè）多，環境結（jié）構的（de）熱島效應越來越明顯。計量檢測的實驗大樓（lóu），絕大多數在城市裏，城市的熱（rè）島效應使（shǐ）得市區溫度比郊區高(1～3)℃。計量檢定、測試基本上都（dōu）在白天進行，是一天中氣溫最高的時段。因此，實驗（yàn）室要恒溫到20℃，恒溫（wēn）機比過去需開更長的時間，消耗更多的電（diàn）能和水。如果我們把（bǎ）實驗室（shì）恒溫標準溫度定為（wéi）23℃，將（jiāng）給我們計量事業節約多少能源和資金（jīn）?節省多少時間，增加多少效益呢?

　　作者粗略計算，如果（guǒ）一個省級計量所，有5000m²恒溫實驗室，單（dān）是（shì）空調機降溫部分，半年就將節省（shěng）電能178665(kW·h)，即節省電費14.3萬元。這裏還未計算節約水的部分。如果全國都改變實驗（yàn）室恒溫標準溫（wēn）度(製度)，都定為（wéi）23℃，將節省水、電（diàn）費上千萬元。另外，等待恒溫的時（shí）間可以大大（dà）縮短，人體溫度與室溫的溫差影響也將縮小3℃，對計量（liàng）檢定人員的（de）健康更為有益。

　　對（duì）於冬、春季（jì），其平均氣溫已上升，而（ér）且我國北方地區冬季均有暖氣加熱，輔助以電加熱控溫（wēn），23℃的恒溫耗能變化（huà）不大，而（ér）且比較（jiào）容易實現。

　　作者調查過一些氣象資料，綜合全國（guó）29個有代表性的大中城市的每月平（píng）均最（zuì）高溫度和加上熱島效應後的平均溫度，其（qí）中黃河以北、黃河（hé）地（dì）區、長（zhǎng）江地區、南方地區全年平（píng）均（jun1）溫度分布狀況如（rú）表1所示。
    

    從表1中可以看出，加（jiā）上熱島效應後≥23℃的全年平均溫度分布（bù）為5.83月/年，各地區為(4.2～7.6)個月/年，即23℃最接近全國（guó）的城市白天平均（jun1）溫度，即半年在23℃以上，而且，全國（guó）分布相對（duì）比較均勻（yún），降溫去濕耗能較少。因此，選23℃為實驗室恒溫標準溫度比較合適。

　　筆者認為（wéi），如果我國逐（zhú）步將現在單一（yī）的20℃±X℃實驗（yàn）室恒溫標準溫度，改變為:國家基準仍實行20℃±X℃，工作基準以下的（de）計量器具（jù）實行23℃±X℃實驗室恒溫標準溫度（dù）(或首先將一級、二級標準計量器（qì）具的環境溫度改變為23℃±X℃)；對於一些特殊的標準計量器（qì）具，隻要檢測（cè）結果的不確定度符合量值（zhí）傳遞及技術條件的要（yào）求，可以根據實際情況，恒溫標準溫度多樣化，可以定為25℃±X℃、或20℃±X℃、或17℃±X℃等。

　　建國以來，我國計量事業（yè）飛速發展，正式職工已達16萬餘人，實驗室超過115萬m²，其中大部分要（yào）求具備（bèi）恒（héng）溫條件。如果加上全國企事業單位的計量（liàng）室，恒溫實驗（yàn）室麵（miàn）積將大幾倍乃至十（shí）幾倍。這些實驗室恒溫設備的耗能是巨大的，尤其是降溫製冷耗能。所以，改革實驗室恒溫標準溫度製度，改變降溫（wēn）方法(如在有地（dì）下水資源的地方，采用（yòng）地下水循環（huán）降溫法)，將會節約大量的電能和水（shuǐ），同時，也將節省大量的恒溫時間，增加顯著的經濟效益。
    

　　二、改革實（shí）驗室恒溫（wēn）標準溫度製度的可行性

    實驗室恒（héng）溫標準溫度（dù）製度是個大係統，牽涉到全國（guó）各種計量器具和儀器儀表、甚至許多機電產品（pǐn）使用的標準溫度；牽（qiān）涉到規定它們（men）的標準、規程、校準方法等技術文件（jiàn）；牽涉到量值傳遞和國際比對；牽涉各行各業，麵廣、量多，要馬上一下都改過來是不現實的，但從長遠利益考慮，隻（zhī）要（yào）我國（guó）的計量（liàng）、標準、質檢部門和有關企事業單位，認識到改革實驗室恒溫標準（zhǔn）溫度製度的重要性、迫切性，由國家質檢總局牽頭，從製定（dìng）和修改（gǎi）產品標準、檢定規程、校準方法（fǎ）開始行動起來，改革全國實驗（yàn）室的恒溫標準溫度製度，是完全（quán）可以逐步實現的。

　　其改（gǎi）革的可行（háng）性和有利條件有:

　　1.許多計（jì）量器（qì）具、儀器儀表在生產、分度時，可以將標準環（huán）境溫度定到23℃(或專用的其他溫度)，給出（chū）該溫度（dù）下的（de）標定值；或給出在17℃～23℃使用的分度表；或該儀器的溫度係數，即可準確地用於檢定、校準和測試。如電橋、電位差計、標準電阻、標準電（diàn）池、量塊、活塞壓力計、數字多用表、標準金屬容器等。關鍵是中央和大區一級計量技術部門，在23℃±X℃的（de）標準環境溫度下檢定、校準工作基準和一級標準器標稱值（zhí），或測試給出（chū）其溫度係數（shù），這在（zài）技術上是可以實現的（de）。為了國（guó）際比對（duì），國家基準的標準環境溫度仍保留為20℃±X℃。

　　2.有很大部分（fèn）不同等級的計量器具、儀器儀表，其（qí）結構、原理、材質、量（liàng）程、溫度影響（xiǎng）係數都相（xiàng）同，隻要23℃實驗室環境溫度場足夠穩定、均勻，在同種類、同量程狀態下檢（jiǎn）定、校準、檢測，其檢測裝置的（de）擴展不確定度符合技術文（wén）件的要（yào）求（qiú），那麽將實驗室標準環境溫度定（dìng）到23℃是（shì）完全可行的。例（lì）如，100mm以下的三等、四等鋼（gāng）質量塊，在23℃±0.1℃溫（wēn）場下比較法檢定，按C₂=[α(20-t)-α_s(20-t_s)]公式計（jì）算溫度（dù）偏離和非均勻的影響量，為C₂=[11.5×(20-23)-1.5×(20-23.1)]×10^-6×100=0.12μm<0.25μm，完全（quán）可以保證其量傳的準確度。即使是1000mm的三等大量塊，隻要(t_s-t)≯±0.05℃，則C₂=0.58μm<1.1μm。0.4級以下的壓力表、0.5級以下的電壓表（biǎo）、電流表也完全可以在23℃±1℃比較（jiào）檢定。

　　3.現（xiàn）在的（de）溫度傳感器和控溫儀器的靈敏度、控溫穩定性、均勻性都大大提高了（le），恒溫設備技術的提（tí）高，對於原來要求20℃±5℃、20℃±3℃的計（jì）量器具和儀器，將（jiāng）實（shí）驗室標準環境溫度（dù）控製到23℃±0.5℃，完全不影響計量器具和儀器的性能和（hé）準確度。

　　4.隨（suí）著科學技術的發（fā）展，計量器具、儀器儀表（biǎo）的材料和質量有很（hěn）大提（tí）高。在型式評價(定型鑒定)和樣機（jī）試驗時，要求對其進行各種氣候（hòu）環境、機械環境、安全環境和電磁兼容等影響量試驗，特別是溫度影響量的試驗，要求是嚴格的。另外，許多電子計量儀器，具有自（zì）校準、清零、溫度補（bǔ）償等功能，外（wài）界溫度影（yǐng）響（xiǎng）較小。所以，就這一類計量器（qì）具和儀器儀表，將實驗室標準環境溫度控製到23℃±1℃或17℃±1℃是完全可行的。

　　5.對於一些要求環境溫度必須在20℃的計量器具和儀器，或檢定（dìng）規程規定得很嚴的計量器具，可以采用局（jú）部二次小恒溫辦法，大恒溫（wēn）是17℃或（huò）23℃或25℃，小恒溫（wēn）控製到20℃±0.1℃。

　　6.國際上，一些發達國家，早已將電子類計量器具、儀器儀表的基準（zhǔn）環境溫度定（dìng）為23℃。我國已加入了WTO，也是IEC(國際電工技術委員會)的（de）成員國，我們應借（jiè）鑒發達國家的經驗，改革（gé）我國的實驗室恒溫標準溫度製度。目前，我國電（diàn）流表、電壓表、功率因數（shù）表(三表)的（de）國家檢定規程，已將（jiāng）恒溫標（biāo）準溫度定為23℃了。
    

　　三、促進實驗室恒溫標準溫（wēn）度製度改革（gé）的方法

　　1.開展（zhǎn）工作（zuò）基準計（jì）量器具23℃環境（jìng）標準溫度下（xià）分度、量值傳遞檢定的（de）研究工作，促使標準計量器具早日實現（xiàn）實驗室標準環境溫度23℃±X℃。上世紀五（wǔ）六（liù）十（shí）年（nián）代我（wǒ）國計量科研部門，已有科研人員開（kāi）展研究工（gōng）作基準和（hé）標準計量器具溫度修正係數（shù）的工作，這十分有利於建立23℃±X℃的標準環境溫度製度。

　　2.用高級（jí）別的溫度係數小的標準計量器具，在23℃下校準低級別的標準計量器具。首先對校準係統進行不確定度分析，符合傳（chuán）遞、校準係統原則，並進行橫向驗證比對，符合要求後，用該（gāi）標準（zhǔn）器在23℃下開展計量校準和檢測工作。

　　3.先開展（zhǎn）結構、原理相同的計量器具和單（dān）一參數的計量器（qì）具的實驗室標準環境溫度改革，它們的相互（hù）影響小，準確度較高。

　　4.對於（yú）那些環境溫度要求特別嚴格的（de）標準計量器具或精密儀器，可以采用大恒溫中（zhōng）套小恒溫的辦法。小恒溫空間把（bǎ）要求嚴格恒溫的計量儀器隔絕起來，避免外界（jiè）和（hé）人為的影響。大恒溫用於其（qí）他要求較寬的計量器具、儀器（qì）儀表檢（jiǎn）定（dìng）、校（xiào）準和檢測。

　　5.對於企業的恒溫實驗室（shì），計量（liàng）器具和儀器儀表的準確（què）度級別較低，隻要能保證量傳準確，檢測不確定度不超出被檢儀器的允許誤差範圍，可以把實驗室恒溫標（biāo）準溫度規定寬一些（xiē），例如15℃～25℃。這種工作環境條件操作是符合GB/T15481-2000和JJF1069-2000的要求的（de）。

　　6.各級標準（zhǔn）、計量、質檢管理和技術部門（mén），應充分認識改革實驗室恒溫標準溫度製度的重要（yào）性，在製定和修改計量器具產品標準、檢定規（guī）程（chéng）、校準、檢驗方法時（shí），應盡量確定其試驗（yàn）的恒溫標準溫度為23℃±X℃，逐（zhú）步將計量器具和（hé）儀器儀表的（de）實驗室標準（zhǔn）環境溫度都過渡（dù）到23±X℃。

　　筆者認為，各級計量（liàng）檢定機構，在改革實驗（yàn）室恒（héng）溫標準溫度製（zhì）度的同時，還應（yīng）提（tí）高綠色（sè）恒溫空氣質量，增強（qiáng）檢測（cè）人員的健康水（shuǐ）平（píng）和效率，保證計量檢測準確、可靠，實現計量檢測“增效、節能”的目的。