JJF 1076-2020 数字式温湿度计校准规范.pdf

JJI 1076- 2020 数字式温湿度计校准规范Calibration Specification for Digital femperature-hygrometers A fn-ok甲。.中叶飞1 JJF 1076-2020 ! j代替川川一川!归口单位全国物ZE仗学计盐技术委员会主要起草单位中国材、经科学研究院辽宁省计盐科学研究院中国测试技术研究院参加起草单位:济南伏峰国正科技发展有限公司本规范委托全国物理化学计最技术委员会负JJI 1076- 2020 本规范主要起草人:李占元(中国计1主科学研究院)营地(辽宁省计盐科学研究院)张雯(中国测试技术研究院)参加起草人.易洪(中国计最科学研究院)杨菊(中国计;应科学研究院)张炯(济南l长峰国正科技发展有限公司)JJI 1076-2020 目录引言( 11) l 范围 ( 1 ) 2 概述. . . . . ( 1 ) 3 i量特性3. 1 温湿度汁的修正值3. 2 泪湿度汁的湿度稳定性4 校准条件4. 1 环境条件4. 2 测量标准及其他设备5 校准项目和校准方法5. 1 校准设备安装5. 2 泪湿度计的修正值#目1湿度汁的湿度稳定性，苟，、5. 3 6 校l1E结果的表达. . . . . . . .二口f工7 复校时间间隔. . . . 一附录A附录B附录C温湿度计校IfE原始1己录格式校准证书内页格式数字式泪湿度汁校准结果刊也注定度评定示例( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 6 ) ( 8 ) I JJI 1076-2020 51 -在司本规范按照J JF1071-2010 (A G uide 10 the Measurement of I-Iumidity)中的要求。11 与JJF1076-2001相比除编辑性修改外.本规范主要技术变化如下增加了回湿度计温度校陡的技术要求和校准方法(见5.2) , 明确丁丽湿度标准箱可以作为湿度发生器用于校准泪湿度计(见4.2.3)，删除了回湿度计的温度系数响应时间和湿滞特性的相关内容:增加了不确定度评定示例(见附录。本规范的历次版本宣布情况为JJF 1076-2001. 、JJI 1076- 2020 数字式温湿度计校准规范范围本规范适用于电参数型数字式温湿度汁温湿度传感器、泪湿度变送器、温湿度巡检仪、温湿度l己录仪、泪湿度存储器等的校准.其他原型的泪湿度汁亦可参照执行。2 概述数字式泪湿度汁(以下简称泪湿度计)是指白测温元件.湿敏元件及电路组成的.能直接且示温度和相对湿度盐值的泪湿度计或者是能输lli电流、电压频率等信号的传感器或变送;黯.或者是将泪湿度盐值存储在仪器内部的泪l温度记录仪或存储器.3 计量特性3. 1 泪1湿度汁的修正值3. 2 泪湿度ittrl湿度稳定性4 校准条件分4. 1 环统条件环境泪度(2030)C ，环境湿京85% RH . 4. 2 测盐标准及其他设备4. 2. l 精密露在仪测盘范围为(-20+40)C(露点或苟且泪度h最大允许误差为:t0.2C(露点或苟且温度人4. 2. 2 数字式温度计iJ!IJ盐范围为(-20+100)C最大允许误差为:t0.05c。4. 2. 3 湿度发生器(含泪湿度标准箱)湿度范围为10%R 1 -1-95 % R 1-1.均匀度不大于1.0% RH 波动度不超过:t1.0%RI-I 温度范围为(550)C.均匀度不大于O. 3 C. i皮动度不超过:tO.2C。5 校准项目和校准方法校准项目可以根据被校仪器的预期用途选择使用.对校准规范的偏离应在校准证书中注明.5. 1 校准设备安装将被校准的温湿度计放入温度发生器的测试室内或诅湿度标准箱的中心位置.同时放人标准泪度汁和精密露占仪的露点传感器(或将测试室内的湿气通过壁厚不小于1 mm的聚四氟乙烯管引入到测试室外的露点传感器) 5. 2 混湿度汁的修正值5. 2. 1 校准时先设定湿度发生器的温度值(如20C或25C儿当温度平衡后设定湿度发生部的湿度伯.一般由低湿例如:lO% RI-()主l打5湿(例如90% RI-I) . JJI 1076-2020 通常间隔10%RH做一个校准点。5. 2. 2 每个校准点在温湿度达到设定值后稳定1Omin 然后每隔2min左右记录和自留点仪的相对湿度值温度计的温度饱和被校准泪湿度计的温度、相对湿度显示值.共记录3组数据。然后做下一个校IW点E至所有的校准任测试结束。注如 果客户需要在其他的堪皮条件下校准温温度计.可以参照上述步骤进行.5. 2. 3 如果客户需要单独校准泪湿度计的温度盐值则只需设定湿度发生器含泪湿度标准箱的温度值.当温度平衡后厄录标准温度忖J温度值和被校准泪湿度计的温度值.5. 2. 4 汁算III每个校准在下泪湿度汁的强度和湿度显示值的平均值T示和U示5. 2. 5 按式(1)呐!式(2)计算湿湿度计在每个校准点下的温度修正值f!.T呐i显度修正值f!.U式中T保温度标准他.C , f!.TT锯T不f!.U U际UT示被校准温温度i温度且示值的平均由C，u协湿度标准值.%RII:U示一一被校准混温度i温度且示值的平均r!f.%RH。5. 3 混湿度汁的湿度稳定性5. 3. 1 在校准间隔期间.植湿度计在ZFWH然是件下保存.5. 3. 2 短期稳定性(1) (2 ) 问隔3个月.分别在2却OC的校、H准E温度条件下-一般由低湿(例如l川0%R盯1-1到芮湿(例如90% RI!) 通甫间隔10%RH做一个校准点.做阴条诅湿度1计f的升湿响应!州H嗣1线以相对湿度的最大变化值自作为短期稳定性表示为%R阳-/3month】旷 5. 3. 3 长期稳定性在l年内，分别在20C的校准温度是件下，每3个月做一次校准.以l年内泪湿度计的湿度最大变化值作为长期稳定性表示为%RH/y 6 校准结果的表达2 校准结果应在校准证书上反映.校准证书应包括以下信息a)标题.校准证书，b)实验室名称和地址ol进行校准的地点.d)校准证书编号、页码及总页数的标识，时客户名称和地址，fl被校仪器的制造单位名称型号且编号gu校准单位校准专用章:h)校推日WI，JJI 1076-2020 。校准所依据的技术规范名称及代号，j)本次校准所用有iiE标准物质和主要测盐设备名称、型号、准确度等级或不确定度或最大允许误差、仪器编号、证书编号且有效期，k)校准时的环境温度、相对湿度，1)校准结果及其测址不确定度:m)对校准规范偏离的说明若有hn)复校时间间隔的建议2。校准证书的校准入核验人、批准人签名及签发日期sp)校准结果仅对被校仪器本次测盐有效的声明.ql未经实验室书面批准.部分复制证书或报告无效的声明.7 重校时间间隔建议泪湿度计复校时间间阳为l年.送校单位也可以根据实际使用怕况自主决定复位时间间隔。3 JJI 1076-2020 附录A温湿度计校准原始记录格式日期仪部名称生产厂设备编号所用标准信息A. 1 温湿度的修正值温度芷生器世定的时间U t %RH A. 2 泪湿度计的湿度短期稳定性第1次伎M7 原始记录型号:fll厂编号送校单位t;f; 1佳IliU %IH 、被枝仪器示的U t %IH 革2栋;校HI备注n:号际MtI!i温li匪-l示的际准的温血匪，-1示lI U U 7 U r U t 如IH t 问IlH t %RH t %RH 2 3 4 5 6 7 8 9 4 JJI 1076-2020 A. 3 泪湿度计的湿度长期稳定性第i队;校1ft第2队;校准第3眈校准第4次校准第5次校概标准的温温度|际准的国湿匪-I;Ff佳1(血血l1t.tt,; 位在血温匪lt,; 使11血腥11tH示的示的示的示 的示III序号7 U U r U I U U I U U 7 U U 1 U t %IH t %RH t %RH t 同RHt %RH t %RH t 目IHt %IH t 到RHt %IH 2 3 4 5 6 7 8 9 记录员检验员iF也c 湿度%R!-! 棋?5 JJI 1076- 2020 附录B校准证书内页格式B. 1 校准证书第2页式样证书生自号，xxxx-xxxx 校?但:机构授扭i且明校准所自在据的技术文件(代号名称)校Mt环植条件旦地点ziM& t 地占ilI.ll! 问RH其也桂P位使用的主要际MI器/主要仪器-一.k不确定匪/准确名桥;测盐也罔匪等级/最大允证书描号有效IVI至讲民盖第页共页6 JJI 1076- 2020 B.2 校刊E证书第3页式样证书描号，xxxx-xxxx 校准结果一.校准是件二、校准结果l泪湿度计修正直袤I温理E计校准结果际准的被校仪器示的平均值修正的修正的的不确定匪他=2)序号血匪温匪温度温匪i咀匪湿匪温度湿匪t 问RH %IH %RH t %RH 2. i且湿度计的湿度短期稳定性3. i且湿度计的湿度长期稳定性一备注以下空内第页共页7 JJI 1076-2020 附录C数字式温湿度计校准结果不确定度评定示例C.l 概述参照本规范对诅湿度计的计盐特性要求和校准方法数字式温湿度计的校准结果为温度修正值和湿度修正值.其不确定度评定根据植湿度发生源的不同分为两种.一种是以分流式湿度发生器作为温湿度发生源另一种是以泪温度标准箱作为泪湿度发生源.两种方法均用柏密露占仪作湿度标准;那经过检定或校准的数字式泪度计作为温度标准器.本附录以两种发生源为例.评定在恒温20C的环境中校准数字式诅湿度计时其温度、湿度修正值的不确定度.相对湿度的校准遵循从低湿到高湿的顺序.从lO%RH开始升湿到90%RH 每隔lO%RH做一个校准点.装置稳定后记录各点数据，依据规范中的有关公式计算被校准温湿度计的温度修正饱和温度修正值并计算修正值的不确定度.C.2 测盘棋型被校准泪湿度i泪度修正 值!H&湿度修正自!l.U的计算见式(C.1)租式(C. 2) !l.T Tf. 1示!l.U =丐U，-U尔式中!l.T 被校准&il湿度计温度静主国.C ; T示一一被校准温湿度计温度示恤.CT抓一一标准JJn&il度示值.C ; !l.U-被校准温湿度计湿度修正血，% RHU示一一被校准&il湿度计湿度示值.%RII:U抹一一标准JJn湿度示fID:.%RH。(C. l) (C. 2) 不确定度分量jE考虑被校准仪器示fil、温度及湿度的标准i白、湿度发生器的温度、温度均匀度及波动度对它的影响。C.3 温度修正值的不确定度评定C. 3. 1 不确定度计算公式8 对式(C.1)各分盐求偏导.各分量的灵敏系数如下a!l.T aT Z TE=i ，h=E 所以泪度修正血的合成标准不确定度可由式(C.3)计算得HIlIe(f.T) =.j(1 II(丁际)+Ctu(T运)t =.jul(T锦)+ul(T辰)(C. 3) 式中:IIc(.T)一一温度修正值的合成标准不确定度.C ; 11 (T一一温度标准他的不确定度.CJJI 1076- 2020 11 (T示)一一仪器眼皮示饱的不确定度.c C. 3. 2 不确定度分茧的评定C. 3. 2.1 仪器温度示自引人的标准不确定度分盐11(T示)由于温湿度计的温度示值重复性很好E因此用分辨力引人的不确定度分盐作为仪器示值引人的不确定度。被校准诅湿度汁的温度分辨率为队IC不确定度区间半宽为O. 05 c 服从均匀分布.则标准不确定度分盘为:11 (TO. 05 C/ 13 O. 029 c C. 3. 2. 2 i.且度标准饱T锯引人的标准不确定度(丁时根据规范规定.标准温度计的最大允许误差为i:0.05OC所以其引人的不确定度为O.05 c / 13 O. 029 C. 当果用分流式湿度发生器作为温度源时由于标准温度甘与被检温湿度计位置十分接近因此认为湿度发生桦的温度均匀度和波动ill引人的不确定度可以忽略.所以当采用分流式湿度发生器作为强度源时温度标准值的不确定度为:11 ( T0.05 C/点0. 029 c 当采用温湿度标准箱作为混湿度源时E需要考虑温度均匀度和监动度引人的不确定度.校准时町应把被校准的泪湿度计和l标准i度汁然中摆放在标准箱的中心位置.以减少标准箱的波动度和均匀度对校准结果的影响。根据实验测盐结果.估计泪湿度标准箱甲b位置的温度均匀度为O.1 c 波动度为:t0.1 c 假设均为均匀分布.ml由温股势句度和波动度引人的不确定度分盐11( T和II(T3)分别为，(T，)O.05 CIJ百O.b?C和，(T， )O.IC/13O.058C。因此当果用诅湿度标准箱作为报湿度源时温度标准值的1确定度为11 (T惊)=-/1I2(T1)+1I2(Tz+1I2(TJ = -/0.029(2十0.029C + O . 058 C 0. 071 c C. 3. 3 泪度修正隘的合成标准不确定度1I(LlT)由式(C.3)计算得到:当采用分流式湿度发生苦苦作为泪湿度源R;t.II +0. 029 (: 2 = O. 04 c 当采用1且湿度标准箱作为泪湿度源时1I(t.T) =;0.029 (:2+0. 071 (:2 O. 08 c C. 3. 4 温度修正值的扩展不确定度U(I!.TJ取包含因于走=2.则温度修正值的扩展不确定度U(I!. TJ为当采用分流式湿度发生器作为混湿度源时.U(t.T)=k 1It.T)=2X队04c 0.08C; 当采用温湿度标准箱作为泪湿度源时U(t.T)=k 1I(l:.T)=2XO. 08 C= 0.16C. 将岳不确定度分盘汇且于表C.1. 9 JJI 1076- 2020 袤C.l温度修正值不确定度分量汇息表不确定匪分盘诅匪示的引人的怀概不确定匪分监川7际准i咀匪H的最大允许诅匪际航的引人误差的际准不l/Ii1l! 11 (T悻)温度均匀匪血匪监动IJ!诅匪修正贞的古JJ标准不确定匪1I，(t:.T)温匪修正的的书展不确定tU(t:.T) C. 4 湿度修正值的不确定度评定C. 4. 1 不确定度计算公式果用分配式温匪监生器作为监血Il!i京Q. 029 O . 029 想略.12-略0. 04 0. 08 对式(C.2)各分量求偏导.各分盐灵敏系数如下, .U, ,.U , 百E=IC2=EZI 所以湿度修正饱的合成标准不确定度可雨天c.4)计算得HI 当果用温温匪标准箱作为温湿匪源时0. 029 0. 029 0. 029 0.058 0. 08 O . 16 IIc(.U)=.)CI. II(U际)Z+Igr.(U巧T=JII2(U，)平112(u示)(C. 4) 式中IIc.U)-湿度修正值的合成哥，;，fE不确定度，%RH; 11 (U )-湿度标准值的不确定度.% RH: 11 (U示)仪器i型度示值的不确定度，%Rl-lo C. 4. 2 标准不确定度分茧的评定C. 4. 2. 1 仪器湿度示他引人的标准不确定度分盐11(U 果用A类评定方法计算11(U示)在相同条件下对被校准温湿度计在20C not 10% RI-I.20% RI-I30% RH. 40% RI-I、50%RI-I、60%RH. 70% RI-I、80%RI-I、90% RI-I点进行多次重复测盐?根据贝塞尔公式计算单次测f茸的实验标准偏差.选取最大的测量值(在90%RI-I点)作为被校准温湿度汁的湿度重复性引人的不确定度分盘即11(U示)=0.029%RI-!oC.4. 2. 2 湿度标准自U际引人的标准不确定度分主111(U锦湿度的标准器为精密露点仪.将空气视为理想气体町增强因子的不确定度忽略不计.和密露点仪湿度标准皑白式(C.5)计算C. 5) 式中川Td E54温度下的饱和水蒸气压力.Pa: eCT . ) 环挠泪度下的饱和水蒸气压力.Pa. 10 JJI 1076-2020 根据式(C日，可以求fllaU1 1 aU1 aeCTcl) tdT. ) -&(T. ) 所以精密露点仪湿度标准值的标准不确定度u(u惊为e ( T d) e Z( T.) ,) J古u(e (叫，+ II市j.u(dT,) r 式中e(Tcl) e( T.) =u1R石百万7平II，Z(e(丁，) 1I,(e(Td) 露点温度下的饱和水蒸气压力的相对标准1确定度:1I,(e(T,) 环境温度下的饱相水蒸气压力的相对标准1确定度.C.4. 2. 2.1 露点测量引人的标准不确定度u，(C. 6) 规范中要求精密露点仪露点测盐的最大允许误差为士0.2c唔假设其为均匀分布.O . 2 c 其引人的标准不确定度分盐为:一=-O.12 C; 钊3若精密露点仪露点测盐的分辨力为O.1 C.贝JHI分辨力引人的不确定度为:O. 05 c -一一一一o.029 c。.J3 所以露点测盐引人的不确定度u，布才2C飞rrF5万写吃亏=队123c C.4.2.2.2 环挠温度测量引人的时fE:不确定度内露点仪的环搅温度测盐的最大允许误差为士O.1 c 假设其为均匀分布其引人的O. 1 c 标准不确定度分盐为:一了一0.06C;划3若露点仪的环搅温度测茧的分辨力为O.1 C. mJ由分辨力引人的标准不确定度分iit为:O仍. . . o. 029 C。所以环搅温度测盐引人的不确定度问;0. 06 C + o. 029 C o. 07 C C.4. 2. 2. 3 精密露点仪相对湿度的标准不确定度分盐已知露点和环境温度的祖IJ:!J标准不确定度即可知水蒸气分压与饱和水蒸气压的标准不确定度.以环搅温度20C为例从湿度10%RI-I到90%RI-I 选取多点做相对湿度的不确定度评定.根据式(C.6)可以求得精密豆54仪湿度值的不确定度列于表C.2. I I JJI 1076-2020 表C.2精密嚣点仪温度值的标准不确定度环撞温度露在温匪相对温度精密露点仪温度的rf号的析:准不确定匪 同1m 到RH20. 0 -10. 0 1 . 1 0.06 ? 20. 0 - 5. 0 17. 2 0. 08 3 20. 0 0. 0 26. 1 O . 12 20. 0 5. 0 37. 3 O . 15 5 20. 0 10. 0 52. 5 O . 20 6 20. 0 15. 0 72. 9 O . 28 7 20. 0 18. 5 9 . 1 O . 36 当果用分流式湿度发生器作为温湿度源时可认为温度均匀度和搜刮J度引人的不确定度可以忽略.那么.以湿度90%RI-I为例温度标准值的不确定度1/(U保)O.36%Rl-lo 当采用1日湿度标准箱作为泪湿度源时需萝寿J革湿度均匀性和波动性引人的不确定度.校准时，应该把被校准的温湿度叶与精ZESE点仪的露点传感器相环挠温度传感器集中摆放在标准箱的中心位置.以减少标准挠的波动度和均匀度对校准结果的影响。根据实验测量结果估计温湿度传品箱中心位置的湿度均匀度为0.6%RI-1，湿度波动度为土0.3%RI-I 假设其为均匀分布则由湿度均匀度和波动度引人的不确定度分盐I/(U2)和I/(U3)均为o.3/13 O. 18% RH, 所以，当采用温湿度标准箱作为泪湿度源时湿度标准值的耳确定度为1/ (U际)=;Lu (Uj)J+LI/(U2)J+LI/(U3)J = ;0.36+0.18十O.18 = 0.44 %RH C. 4. 3 湿度修正值的合成标准不确定度/l ( i.U)根据公式已的.计算得到当果用分流式湿度发生器作为温湿度源时1I( i.U) =万药T否=0.37%RH当果用1日湿度标准箱作为温湿度源时u,().U) J万药7r石=0.45%R I-1 C. 4. 4 湿度修正值的扩展不确定度U().U)12 取包含因子走2.则湿度修正值的扩展不确定度为:当采用分流式湿度发生器作为泪湿度源时:U ( ().U ) 是u(i.U) = 2 X O. 37 = 0. 74 %RH 当采用1日湿度标准箱作为泪湿度源时U( ().U) 是u(i.U) = 2 X O. 45 = 0. 90%RH 将各不确定度分盐汇总于表C.3. JJI 1076- 2020 袤C.3温度修正值不确定度分量汇总表%IH 不确定匪分盘果用分配式国匪监生当果用温湿匪际准箱器作为温血Illi距作为咀湿庄源时湿匪示的引入的町、概不确定匪分量，叫U时O . 029 0. 029 制密露自露占棚hl0.36 O. 36 由匪际准的引人但湿匪的环境旧匪嗣且(t:.( 90%IH为例以90出RH为例)的际准不确定匪分量ll(Uj)温度均匀匪恕略O. 18 血E植动Ill组略O. 18 湿匪修正的自J告成标准不确定匪If, (公m0.37 O. 45 醒匪修正的的扩展不确定匪U(剧J)O. 74 O. 90 c.s 结论当采用分流式湿度发生器为温湿度源进行不确定度评定 时20 c时温度修正值的扩展不确定度为O.08C (是2).湿度修正值的扩展不确定度为0.74%RI-I (k2). 当果用泪湿度标准箱为泪湿度源进行的不Efttj芷评定时，20 c时诅度修正值的扩展不确定度为0.16C(k 2)哩湿度修正自甘气tr展不确定度为0.90%RI-I (k2).