JJF(赣) 018-2021 工业测温系统校准规范.pdf

江西省地方江西省地方计量技术规计量技术规范范 JJF（赣）0182021 工业测温系统校准规范 Calibration Specification for Industrial Temperature Measurement System 20210401 发布 20210701 实施 江 西 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布 JJF（赣）0182021 工业测温系统校准规范 Calibration Specification for Industrial Temperature Measurement System 本规范经江西省市场监督管理局于 2021 年 4 月 1 日批准，并自 2021 年 7 月 1 日起施行。 归 口 单 位： 江西省市场监督管理局 主要起草单位： 江西省计量测试研究院 参加起草单位： 南昌大学 本规范委托江西省计量测试研究院负责解释 JJF（赣）0182021 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 本规范主要起草人： 李丹丹 （江西省计量测试研究院） 陶 进 （江西省计量测试研究院） 何 英 （江西省计量测试研究院） 参加起草人： 周 俊 （江西省计量测试研究院） 洪 玲 （江西省计量测试研究院） 李 扬 （江西省计量测试研究院） 张 莹 （南 昌 大 学） 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 目 录 引言 （） 1 范围（1） 2 引用文件（1） 3 概述（1） 4 计量特性（1） 5 校准条件（2） 6 校准项目和校准方法（3） 7 校准结果表达 （4） 8 复校时间间隔（4） 附录 A 校准记录参考格式（5） 附录 B 校准证书内页参考格式（6） 附录 C 示值误差测量不确定度评定示例（7） 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 引 言 本规范是以 JJF 1071-2010国家计量校准规范编写规则 、JJF 1001-2011通用计量术语 及定义 、JJF 1007-2007温度计量名词术语及定义和 JJF 1059.1-2012测量不确定度评定 与表示为基础性系列规范进行编写的。 本规范为首次发布。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 1 工业测温系统校准规范 1 范围 本规范适用于温度范围为(-90600)的工业测温系统（以下简称测温系统）的校准。 2 引用文件 本规范引用了下列文件： JJF 1030-2010 恒温槽技术性能测试规范 JJF 1257-2010 干体式温度校准器校准方法 JJF 1379-2012 热敏电阻测温仪校准规范 JJF 1664-2017 温度显示仪校准规范 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。 3 概述 工业测温系统被广泛应用在工业生产过程中的温度测量，它主要由测温传感器（含热电 阻、热敏电阻、热电偶等）和显示终端两部分组成。工作原理是利用温度传感器的输出电阻 值或输出热电势值随温度变化而发生变化的特性，经相应电路（包括运算放大器、微处理器 等）处理后，在温度二次仪表或电脑等终端显示出相应温度。 4 计量特性 4.1 示值误差 分辨力为 0.1时：测温系统的示值误差不超过 0.5 分辨力为 1时：测温系统的示值误差不超过 2 4.2 稳定性 温度稳定性：分辨力 0.1：不大于 0.2/10min 分辨力 1：不大于 1/10min 注：1.对计量特性另有要求的温度测温系统，按有关技术文件规定的要求进行校准。 2.以上两项指标要求不用于合格性判断，仅供参考。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 2 5 校准条件 5.1 环境条件 5.1.1 环境温度： （1535）； 5.1.2 相对湿度：不大于 85%； 5.1.3 当电测设备对环境条件另有要求时，应满足其规定要求。 注：如不能满足上述条件应考虑由此引入的不确定度。 5.2 供电电源 供电电源应符合被校测温系统、测温标准及配套设备的正常工作要求。 5.3 测量标准及其他设备 可选用表 1 所列的测量标准及其他设备组成测温系统校准用计量标准装置，计量标准装 置引入的扩展不确定度（k=2）应不超过被校测温系统最大允许误差绝对值的 1/3。 表 1 测量标准及其他设备 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 备注 1 标准铂电阻 温度计 二等及以上 测量标准 标准器（ 也 可以使用准 确度等级不 低于表中技 术要求的其 他标准器） 2 电测设备 0.005 级及以上 与标准铂电 阻温度计配 套使用 3 标准水银温度计 测量范围： （-60300） 测量标准 4 恒温槽 温度范围： （-30300） 工作区域最大温差：0.04 温度波动性：0.03/10min 提供恒定 温度源 其他设备 （根 据不同的校 准温度范围， 可选择与其 相对应满足 该技术要求 的恒温设备） 5 干体式温度校准器 温度范围： （-90700） 温度波动度： 0.03/10min 孔间温差：0.06 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 3 6 校准项目和校准方法 6.1 校准前的准备 通过目测观察被校测温系统外形结构是否完好，外接传感器引线应接触良好，数字显示 值应清晰，不应有叠字、缺笔画等影响读数的缺陷，小数点与状态显示应正确。 6.2 示值误差的校准 6.2.1 校准点的选择 校准点的选择：按被校测温系统的实际使用范围均匀选择校准点，一般不少于 3 个校准 点，包括上下限附近和中间温度点，也可根据客户要求选择校准点。 6.2.2 示值误差的校准方法 选择与校准点温度相对应的温度源，将测量标准和被校测温系统的温度传感器垂直插入 温度源内，温度源温度恒定在被校温度点时，且温度源实际温度（以测量标准示值为准）偏 离校准点不超过 0.2，读取并记录测量标准和被校测温系统的示值，按标准被校被校 标准的顺序读数 2 次，取 2 次读数平均值计算测温系统的示值误差。 6.2.3 示值误差计算 示值误差计算见式（1） ： t = -( 0+x) （1） 式中： t 测温系统示值误差，； 测温系统读数平均值，； 0 标准器读数平均值，； x 标准器修正值，。 注：当标准器为标准铂电阻温度计时，标准器修正值可忽略。 6.3 稳定性的校准 稳定性校准与示值误差的校准同时进行，校准时温度点可选为中间点，也可以根据用户 的要求来选择。当恒温源温度达到稳定后，记录 10min 内被校测温系统的最大示值和最小示 值，计算其差值即稳定性： tf = tmax- tmin （2） 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 4 式中： tf 稳定性，； tmax被校测温系统的最大示值，； tmin 被校测温系统的最小示值，。 7 校准结果表达 7.1 校准记录格式见附录 A。 7.2 校准完成后，按照本规范给出校准结果，出具相应的校准证书，校准证书内页格式见附 录 B。 7.3 校准结果的不确定度评定参照附录 C。 8 复校时间间隔 建议复校时间间隔不超过 1 年。 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 5 附录 A 校准原始记录参考格式校准原始记录参考格式 委托单位 记录编号 委托者地址 被校样品 器具名称 型号规格 制造厂 出厂编号 标准器 器具名称 不确定度/准确度等级/ 最大允许误差 型号规格/编 标准器证书号及有效期 校准依据 JJF（赣） - 工业测温系统校准规范 校准地点 温度 湿度 %RH 其它 外观： 符合要求 不符合要求 不符合说明： 校准点/ 标准器示值/ 被校测温系统示值/ 测温系统示值误差/ 1 2 平均值 修正值 实际值 1 2 平均值 修正值 实际值 1 2 平均值 修正值 实际值 不确定度 稳定性 tmax- tmin 校 准 员 核 验 员 校准日期 年 月 日 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 6 附录 B 校准证书内页参考格式 以下空白 校准点 / 实际温度值 / 被校测温 系统示值/ 示值误差/ 稳定性/ 示值误差/ 校准结果不确定度 （k=2） 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 7 附录附录 C 示值误差测量不确定度评定示例 C.1 被校对象 工业测温系统，温度显示的分辨力为 0.1。 C.2 测量标准 计量标准为二等标准铂电阻温度计，配套设备为准确度 0.005 级（电阻测量档）的高精 密测温仪及便携式恒温槽。 C.3 评定模型 C.3.1 测量模型 工业测温系统示值误差的测量模型为： t = - 0 式中： t测温系统示值误差，； 测温系统读数平均值，； 0标准器读数平均值，； C.3.2 灵敏系数 的灵敏系数： C1 = t/ = 1 0的灵敏系数： C2 = t/ 0 = -1 C.3.3 方差： 方差公式为 c2(t) = C122( )+ C222( 0) C.4 标准不确定度来源 C.4.1 输入量 引入的标准不确定度 u( ) a)被校测温系统测量重复性引入的标准不确定度 u1（ ）; b)被校测温系统显示分辨力引入的标准不确定度 u2（ ）; 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 8 c)恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度 u3（ ）; d)恒温槽温度波动性引入的标准不确定度 u4（ ） 。 C.4.2 输入量 0引入的标准不确定度 u( 0) a)二等标准铂电阻温度计及电测设备溯源引入的标准不确定度 u1( 0)； b)二等标准铂电阻温度计及电测设备稳定性引入的标准不确定度 u2( 0)。 C.5 标准不确定度的评定 C.5.1 u( )的评定 C.5.1.1 u1（ ）的评定 在重复性条件下， 对被校测温系统在 100时进行 10 次测量， 得到测量值分别为： 100.0, 100.0, 99.9, 100.0, 100.0, 100.0, 100.1, 100.0, 100.0, 100.0。平均值为 100.00，则单次测量的标准偏差为 s = (ti )210 i=1 n1 = 0.045 实际测量中以 2 次测量值的平均值作为测量结果，则 u1（ ）=0.045/2=0.032 C.5.1.2 u2（ ）的评定 被校测温系统显示仪表读数分辨力为 0.1， 不确定度区间半宽为 0.05， 服从均匀分布， 则 u2（ ）=0.05/3=0.029 分辨力引入的不确定度分量小于重复性引入的不确定度分量，由于重复性分量中已经包 含分辨力对测得值的影响，因此不再考虑分辨力所引入的不确定度分量 C.5.1.3 u3（ ）的评定 便携式恒温槽温场不均匀性为 0.04，服从均匀分布，则 u3（ ）= 0.04/3=0.023 C.5.1.4 u4（ ）的评定 便携式恒温槽的温度波动性为 0.06/10min，不确定度区间半宽为 0.03，服从反正 弦分布，则 u4（ ）=0.03/2=0.021 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载 JJF（赣）0182021 9 C.5.2 u( 0)的评定 C.5.2.1 u1( 0)的评定 标准铂电阻温度计及配套设备在 100的扩展不确定度为 U=0.04，k=2，则： u1（ 0）=0.04/2=0.02 C.5.2.2 u2( 0)的评定 标准铂电阻温度计及配套设备在 100其稳定性变化不超过 0.02，则区间半宽为 0.02，按均匀分布处理，k=3 ，得： u2（ 0）=0.02/ 3=0.012 C.6 标准不确定度分量汇总表 不确定度分量汇总表不确定度分量汇总表 序号 不确定度来源 符号 类别 标准不确定度 1 被校示值重复性 u1（t ） A 0.032 2 恒温槽温场不均匀性 u3（t ） B 0.023 3 恒温槽温度波动性 u4（t ） B 0.021 4 标准器溯源 u1（t 0） B 0.020 5 标准器稳定性 u2（t 0） B 0.012 C.7 合成标准不确定度 输入量彼此之间相互独立，则合成标准不确定度为 uc = 1 2( ) + 3 2 + 4 2 + 1 2( 0) + 2 2 0 0.050 C.8 扩展不确定度 取包含因子 k = 2，则扩展不确定度为 U = k uc = 2 0.050 =0.1 库七七 w w w .k q q w .c o m 提供下载