JJG 856-2015工作用辐射温度计-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G8 5 62 0 1 5工作用辐射温度计R a d i a t i o nT h e r m o m e t e r s 2 0 1 5-1 2-0 7发布2 0 1 6-0 6-0 7实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布工作用辐射温度计检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fR a d i a t i o nT h e r m o m e t e r sJ J G8 5 62 0 1 5代替J J G8 5 61 9 9 4J J G4 1 52 0 0 1J J G6 72 0 0 3 归 口 单 位:全国温度计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院湖北省计量测试技术研究院 参加起草单位:上海工业自动化仪表研究院北京航天计量测试技术研究所北京市计量检测科学研究院 本规程委托全国温度计量技术委员会负责解释J J G8 5 62 0 1 5本规程主要起草人:原遵东(中国计量科学研究院)傅承玉(湖北省计量测试技术研究院)邢 波(中国计量科学研究院)柏成玉(中国计量科学研究院)参加起草人:范 铠(上海工业自动化仪表研究院)王文革(北京航天计量测试技术研究所)刘 芊(北京市计量检测科学研究院)J J G8 5 62 0 1 5目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(4)4 概述(4)5 计量性能要求(4)5.1 固有误差(4)5.2 重复性(4)6 通用技术要求(5)6.1 外观(5)6.2 光学系统(5)6.3 绝缘电阻(5)7 计量器具控制(5)7.1 检定条件(5)7.2 检定项目(8)7.3 检定方法(8)7.4 检定数据处理(1 0)7.5 检定结果的处理(1 2)7.6 检定周期(1 2)附录A 检定距离的确定(1 3)附录B 辐射温度计瞄准方法(1 5)附录C 黑体辐射源发射率偏离1引起的测量误差(1 6)附录D 高温黑体辐射源玻璃窗口引入的窗口误差的修正(2 0)附录E 辐射源尺寸效应(2 2)附录F 检定记录参考格式(2 6)附录G 检定数据处理举例(2 7)附录H 检定证书/检定结果通知书参考格式(2 9)附录J 固有误差不确定度评定示例(3 1)J J G8 5 62 0 1 5引 言本规程参考I E C/T S6 2 4 9 2-12 0 0 8 工业过程控制装置 辐射温度计 第1部分:辐射温度计的技术数据(I n d u s t r i a lp r o c e s s c o n t r o l d e v i c e sR a d i a t i o nt h e r m o m e t e r sP a r t 1:T e c h n i c a l d a t a f o r r a d i a t i o n t h e r m o m e t e r s)、A S TME 2 8 4 72 0 1 3 宽波段红外温度 计 校 准 和 准 确 度 检 定 标 准 操 作 方 法(S t a n d a r dP r a c t i c ef o rC a l i b r a t i o na n dA c c u r a c yV e r i f i c a t i o no fW i d e b a n d I n f r a r e dT h e r m o m e t e r s)、A S TME 1 2 5 62 0 1 1 a 辐射温度计标准测试方法(单波段)(S t a n d a r dT e s tM e t h o d s f o rR a d i a t i o nT h e r m o m e-t e r s(S i n g l eW a v e b a n dT y p e)和O I MLD 2 4(1 9 9 6)全辐射高温计(T o t a lR a d i a-t i o nP y r o m e t e r s)进行制定。术语主要参考I E C/T S6 2 4 9 2-1和A S TM E 2 8 4 7,检定瞄准方式主要依据I E C/T S6 2 4 9 2-1的术语“仪表不确定度”的要求和A S TM E 2 8 4 7的方法。本规程替代J J G8 5 61 9 9 45 0 0 以下工作用辐射温度计、J J G4 1 52 0 0 1 工作用辐射温度计和J J G6 72 0 0 3 工作用全辐射温度计检定规程。与J J G8 5 61 9 9 4、J J G4 1 52 0 0 1和J J G6 72 0 0 3相比,主要技术变化如下:适用于工作用辐射温度计的全温区检定,对计量标准、检定方法提出统一要求;增加了新的术语,对部分术语重新进行定义,修改了部分已有术语的定义(3.1);将黑体辐射源或它与参考温度计的组合作为计量标准器,允许采用面辐射源,增加了红外波长亮度温度溯源方法,规定了不同技术指标的黑体辐射源的适用使用条件(7.1);明确了检定距离的确定方法(附录A)和被检辐射温度计的瞄准方法(附录B);数据处理增加了发射率修正(7.3)要求,采用了适用于全部温度范围和光谱范围不局限于短波高温测量的修正方法(附录C);增加了辐射源尺寸效应修正方法和辐射源尺寸效应温度示值差测试方法(附录E);增加了检定数据处理示例(附录G);针对主要计量标准形式和被检辐射温度计类型,提供了适用于扩展后的计量标准和全温区检定的不确定度分析、评定方法和示例(附录J)。本规程的历次版本发布情况:J J G8 5 61 9 9 45 0 0以下工作用辐射温度计;J J G4 1 58 6 工作用辐射温度计和J J G4 1 52 0 0 1 工作用辐射温度计;J J G6 78 5 工作用辐射感温器和J J G6 72 0 0 3 工作用全辐射温度计。J J G8 5 62 0 1 5工作用辐射温度计检定规程1 范围本规程适用于在测温范围(-5 030 0 0)之内的工作用辐射温度计的首次检定和后续检定。本规程的工作用辐射温度计是指发射率设定值可设置为1的单波段辐射温度计和发射率比可设置为1的比色温度计,不包括红外耳温计、红外额温计和接触式辐射温度计。2 引用文件J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义J J F1 0 0 72 0 0 7 温度计量名词术语及定义I E C/T S6 2 4 9 2-12 0 0 8 工业过程控制装置 辐射温度计 第1部分:辐射温度计的 技 术 数 据(I n d u s t r i a lp r o c e s sc o n t r o ld e v i c e sR a d i a t i o nt h e r m o m e t e r sP a r t1:T e c h n i c a l d a t a f o r r a d i a t i o nt h e r m o m e t e r s)A S TM E 2 8 4 72 0 1 3 宽 波 段 红 外 温 度 计 校 准 和 准 确 度 检 定 标 准 操 作 方 法(S t a n d a r dP r a c t i c e f o rC a l i b r a t i o na n dA c c u r a c yV e r i f i c a t i o no fW i d e b a n d I n f r a r e dT h e r-m o m e t e r s)凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 术语和计量单位3.1 术语以下术语和J J F1 0 0 12 0 1 1及J J F1 0 0 72 0 0 7中界定的其他术语适用于本规程。3.1.1 有效光谱亮度温度 e f f e c t i v es p e c t r a l r a d i a n c e t e m p e r a t u r e在给定波长,光谱辐射亮度与被测热辐射体的有效光谱辐射亮度相等的黑体的温度。注:1 表示有效光谱亮度温度时,应说明其波长。2 在不引起混淆时,可简称光谱亮度温度或亮度温度。3 单波段辐射温度计实际测量的量可视为其有效波长下的有效光谱亮度温度。4 经典亮度温度的定义:热辐射体与黑体在同一波长的光谱辐射亮度相等时,称黑体的温度为热辐射体在该波长的亮度温度。在实际应用中,温度计在一有限光谱范围的测量结果,也称为亮度温度 J J F1 0 0 72 0 0 7,5.2 0。在环境辐射可以忽略的情况下,有效光谱亮度温度即为经典亮度温度。3.1.2 有效亮度温度 e f f e c t i v er a d i a n c e t e m p e r a t u r e在给定波长范围,辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度。1J J G8 5 62 0 1 5 注:1 表示有效亮度温度时,应说明其波长范围。2 在不引起混淆时,可简称亮度温度。3 单波段辐射温度计实际测量的量可近似视为与该温度计光谱范围对应的有效亮度温度。4 经典辐射温度的定义:热辐射体与黑体在全波长范围的辐射亮度相等时,称黑体的温度为热辐射体的辐射温度 J J F1 0 0 72 0 0 7,5.2 3,有时也称为全辐射温度。在环境辐射可忽略时的全 有效亮度温度与其对应。3.1.3 有效亮度温度测量的有效波长 e f f e c t i v ew a v e l e n g t ho fe f f e c t i v er a d i a n c et e m p e r a t u r em e a s u r e m e n t在单波段辐射温度计光谱范围内,使得被测热辐射体的有效光谱亮度温度等于该温度计示值的波长。注:1 与温度计光谱响应度、被测物体的光谱发射率以及环境辐射的光谱分布有关。2 发射率趋于1时,有效波长的极限值称为极限有效波长。3 测量高发射率辐射源时,有效波长可用极限有效波长近似。4 窄波段辐射温度计的极限有效波长接近于温度计的中心波长。3.1.4 比色温度 t w o-c o l o r t e m p e r a t u r e与热辐射体在两个给定波长的光谱辐射亮度之比相等的黑体温度。注:1 根据热辐射体的光谱发射率与波长的关系特性,比色温度小于、等于或大于真实温度。2 在J J F1 0 0 72 0 0 75.2 6中的定义为:热辐射体与黑体在两个波长的光谱辐射亮度之比相等时,称黑体的温度为热辐射体的颜色 比色温度。3.1.5 法向光谱发射率 n o r m a l s p e c t r a le m i s s i v i t y物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体的光谱辐射亮度之比。3.1.6 空腔黑体辐射源 c a v i t yb l a c k b o d yr a d i a t i o ns o u r c e用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率、且热辐射特性接近于黑体的凹形装置 A S TM E 2 8 4 72 0 1 3,3.1.2。注:1 通常由辐射腔体和控温系统等部分构成。2 用有效发射率表示其与同温度黑体的法向辐射亮度之比。黑体辐射源的有效发射率在不引起歧义的情况下可简称发射率。3.1.7 平面辐射源 f l a tp l a t er a d i a t i o ns o u r c e用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率的平表面A S TM E 2 8 4 72 0 1 3,3.1.8。注:1 通常由平面辐射体(包括利用小尺度V型槽等增加有效发射率的面辐射体)和控温系统等部分构成。2 主要用于具有较大视场或较低距离系数的辐射温度计的检定与校准。3.1.8 热辐射源 t h e r m a lr a d i a t i o ns o u r c e用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率的几何形状体A S TM E 2 8 4 72 0 1 3,3.1.1 2。2J J G8 5 62 0 1 5包括空腔黑体辐射源(简称黑体辐射源)和 平面辐射源。3.1.9 参考辐射源 r e f e r e n c er a d i a t i o ns o u r c e具有检定所需亮度温度校准结果的辐射源。包括参考黑体辐射源和参考面辐射源。3.1.1 0 辐射源温度均匀性 r a d i a t i o ns o u r c et e m p e r a t u r eu n i f o r m i t y辐射源有效辐射区域内各点相对于中心点的温差。3.1.1 1 参考温度计 r e f e r e n c e t h e r m o m e t e r用于确定辐射源温度或亮度温度,且不确定度满足检定要求的温度计。注:1 包括检定合格的标准温度计和校准不确定度与长期稳定性引起的不确定度的综合影响满足检定要求的精密温度计。2 有接触式温度计和辐射温度计两种类型。3.1.1 2 辐射温度计的光谱范围 s p e c t r a l r a n g eo f r a d i a t i o nt h e r m o m e t e r由辐射温度计工作波长范围的下限波长和上限波长表示的参数。通常以光谱响应率为其最大值5 0%的两点的波长为下限和上限的波长范围表示。注:1 另一种表示方式为光谱范围的中心波长和/或波长间隔。对于窄波段辐射温度计,常简化为只说明中心波长。2 比色温度计具有两个光谱范围。常简化为只说明其两个光谱范围的中心波长。3.1.1 3 视场 f i e l do fv i e w发射辐射温度计所接收的辐射的被测区域,通常为圆型平面被测目标。注:1 辐射温度计的特性。2 与声称的相对于半球视场(无限大辐射源)下的信号百分数有关。典型的百分数值为9 0%,9 5%和9 9%。3 与测量距离有关。4 常使用图形、表格或公式表示辐射温度计的测量距离与视场直径的关系。5 与使用者通过辐射温度计的瞄准系统观测到的区域是不同概念。3.1.1 4 测量距离 m e a s u r i n gd i s t a n c e辐射温度计与目标之间的距离(或距离范围)。注:1 辐射温度计的设计测量距离常为一个范围,其中某一距离为设计最佳测量距离。2 应用中所采用的实际测量距离应在辐射温度计的设计测量距离范围内。3 检定采用的测量距离,简称检定距离。3.1.1 5 距离系数 d i s t a n c er a t i o目标聚焦状态下,测量距离与视场直径之比 I E C/T S6 2 4 9 2-12 0 0 8,3.1.6。注:1 辐射温度计的特性。2 距离系数的符号常用DS表示。3.1.1 6 辐射源尺寸效应 s i z e-o f-s o u r c ee f f e c t(S S E)由于光学系统不理想,当测量距离一定时,辐射温度计输出依赖于被测物大小的效3J J G8 5 62 0 1 5应 J J F1 0 0 72 0 0 7,5.4 1。注:1 辐射温度计的特性。2 S S E函数是S S E特性的函数表达(见附录E.2)。3 辐射源尺寸效应温度示值差是在特定温度下,不同辐射源直径下辐射温度计温度示值的差异,是S S E特性的一种以为单位的直观表达。一种简化表达是在两个规定辐射源直径下辐射温度计温度示值的差异(见附录E.3)。3.2 计量单位计量单位为摄氏度()或开尔文(K)。4 概述普朗克黑体辐射定律给出黑体的光谱辐射亮度与温度和波长的关系:Lb(,T)=c15e x p(c2 T)-1(1)式中:T 温度,K;波长,m;Lb(,T)黑体的光谱辐射亮度,Wm-3s r-1;c1 第一辐射常数,数值为3.7 4 181 0-1 6,Wm2;c2 第二辐射常数,数值为1.4 3 881 0-2,mK。辐射温度计是利用普朗克黑体辐射定律,根据热辐射体辐射特性与其温度之间的函数关系测量表观温度的仪表。通常由光学系统、探测器和信号处理单元及输出指示装置四部分组成。输出类型为模拟量或数字量,使用方式有手持式和固定安装式两种。按工作波段主要分为:单波段辐射温度计和比色温度计。单波段辐射温度计分为宽波段辐射温度计和窄波段辐射温度计。5 计量性能要求5.1 固有误差在工作用辐射温度计(以下简称被检温度计)的全部测温范围内,均应不超过最大允许误差。注:1 最大允许误差(或仪表不确定度、准确度)应根据该型号说明书确定。2 最大允许误差技术指标应注明与之相对应的测量距离与辐射源直径,或检定(校准)的测量距离与辐射源直径。3 温度计在不同的测温段可能存在不同的最大允许误差。5.2 重复性应不超过被检温度计技术指标中对重复性的要求,同时应不超过最大允许误差绝对值的1/2。4J J G8 5 62 0 1 56 通用技术要求6.1 外观6.1.1 被检温度计上应标有型号规格、制造厂(或商标)和出厂编号。6.1.2 被检温度计上或说明书中应有测温范围、视场或距离系数的数值(或图表、公式)以及光谱范围信息。6.1.3 按键功能完好,指示屏显示正常,无可见缺损。6.2 光学系统光学系统应清洁、无损伤和松动等现象。目视瞄准系统或辅助瞄准装置能正常引导测温视场。6.3 绝缘电阻采用交流电源供电的被检温度计,电源端子、外壳与信号输出端子相互间的绝缘电阻均应大于2 0M。7 计量器具控制包括首次检定和后续检定。7.1 检定条件7.1.1 计量标准可采用下列两类形式之一:a)参考温度计与辐射源的组合;b)参考辐射源。7.1.1.1 适用范围根据辐射源的空腔和面源的不同类型、发射率指标的差异以及是否为亮度温度溯源,辐射源限在表1规定的适用范围内使用。表1 对不同发射率的辐射源的适用范围辐射源类型发射率适用检定范围黑体辐射源10.0 0 5,推荐指标10.0 0 210.0 1与参考温度计组合参考黑体辐射源与参考温度计组合配参考接触式温度计配 参 考 辐 射 温度计参考黑体辐射源检定各种工作用辐射温度计1.检定中心波长不超过2m的单波段辐射温度计;2.检定比色温度计1.检定单波段辐射温度计,并以相近波长(或光谱范围)的亮度温度作为参考值;亮度温度参考值可用不同波长的亮度温度参考值内插;2.检定比色温度计,并以不超过2m的亮度温度作为参考值面辐射源 0.9 5与参考辐射温度计组合参考面辐射源检定单波段辐射温度计,并以相近波长(或光谱范围)的亮度温度作为参考值5J J G8 5 62 0 1 57.1.1.2 参考温度计与辐射源的组合a)参考温度计不具有亮度温度校准结果的辐射源,必须配备参考温度计。应根据所用辐射源结构及检定需要,选择能准确表征辐射源被瞄准区域的温度或亮度温度的参考温度计。注:可选择铂电阻温度计、热电偶、辐射温度计等。优先选择适用的标准温度计。1)测温范围应满足检定所需的温度范围。2)参考辐射温度计的不确定度(k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的1/3,参考接触式温度计的不确定度(k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的1/5。例如,对于最大允许误差为(1%温度示值)的被检温度计的检定,可选用符合表2的参考温度计。表2 可采用的参考温度计参考温度计种类测温范围不确定度(k=2)铂电阻温度计-5 06 0 01 0 0以上,0.1%温度示值;1 0 0以下,0.1标准热电偶016 0 01 0 0以上,0.2%温度示值;1 0 0以下,0.2辐射温度计-5 030 0 01 0 0以上,0.3%温度示值;1 0 0以下,0.3 b)辐射源包括黑体辐射源和面辐射源。1)测温范围应满足检定所需的温度范围。2)稳定性与均匀性应满足表2的相应要求。注:符合均匀性要求的辐射区域直径应不小于被检温度计目标直径的1.4倍或2 0mm,取大者。辐射源(特别是面辐射源)产品的均匀性技术指标所指的有效辐射区域通常大于某一检定要求的均匀辐射区域,含义不同。3)发射率应满足表3的相应要求,并在表1限定的适用范围内使用。4)早期的带有玻璃窗口的高温辐射源只适用于检定光谱范围处于窗口玻璃光谱透射比平坦区域之内的被检温度计。5)在露点温度以下使用的辐射源,应具备有效的防结露、防结霜或防止形成雾的措施;有防氧化专门要求的高温辐射源,应按其说明书的技术要求采取防氧化措施。表3 辐射源技术要求类别温度范围稳定性1/1 0m i n均匀性发射率黑体辐射源-5 030 0 0不大于(0.1与0.1%t的大者)不大于(0.1 5与0.1 5%t的大者)10.0 0 2,或10.0 0 5,或10.0 1面辐射源-5 05 0 0不大于(0.1 5与0.1 5%t的大者)不大于(0.2与0.2%t的大者)0.9 5 注:t为黑体辐射源温度或亮度温度,或面辐射源亮度温度。6J J G8 5 62 0 1 57.1.1.3 参考辐射源a)应满足7.1.1.2b)中的各项要求,并在表1限定的适用范围内使用。b)亮度温度的校准不确定度及校准周期内稳定性引起的不确定度的综合影响(k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的1/3。7.1.2 配套设备7.1.2.1 电测仪器a)供标准器使用的电测仪表(若需要),如电桥、直流数字多用表、标准电阻。其测量引入的不确定度应不超过标准器不确定度的1/3,或不超过被检温度计最大允许误差绝对值的1/2 0。b)用于测量被检温度计的模拟输出量的电测仪表。其测量引入的不确定度应不超过被检温度计最大允许误差绝对值的1/2 0。如0.0 1级的直流数字多用表。c)绝缘电阻表:直流5 0 0V,不低于1 0级。7.1.2.2 辅助设备a)用于确定检定距离的测长工具。b)满足辐射温度计的瞄准操作需要的、具有平移和旋转等调节功能的检定工作台或支架。c)直流电源、转换开关等(如果需要)。7.1.3 环境条件温度:(1 82 5)。相对湿度:2 0%8 5%。实验环境无明显机械振动、强机械冲击和强电磁干扰;实验过程中应避免阳光和强辐射源对实验用辐射源和辐射温度计的干扰;应避免空调气流、开门窗引起的对流对面辐射源的影响;环境温度波动不应对辐射温度计测温产生不可忽略的影响。7.1.4 交流供电电源:2 2 0V2 2V,5 0H z。7.1.5 检定装置示意图检定装置的典型构成见图1,其中,计量标准为辐射源与参考温度计的组合,参考温度计可为接触式温度计或辐射温度计。使用参考辐射源时,不需要参考温度计。图1 检定装置示意图 注:图中未画出计量标准或被检温度计所需的电测仪器。7J J G8 5 62 0 1 57.2 检定项目对于首次检定和后续检定,分别按照表4的规定选取对应的检定项目。表4 检定项目检定项目方法首次检定后续检定通用技术要求6.1 外观7.3.1.1+6.2 光学系统7.3.1.2+6.3 绝缘电阻7.3.1.3+计量性能要求5.1固有误差7.3.27.3.5和7.4.1+5.2重复性7.3.2.2、7.3.6和7.4.2+-注:“+”表示需要检定的项目,“-”表示可不检定的项目。7.3 检定方法7.3.1 通用技术条件的检查7.3.1.1 外观检查检查被检温度计外观和说明书,应符合6.1的要求。7.3.1.2 光学系统以目视法检查被检温度计光学系统,应符合6.2的要求。7.3.1.3 绝缘电阻对于交流供电的被检温度计,测量绝缘电阻,应符合6.3的要求。符合上述要求后方可进行以下计量性能的检定。7.3.2 检定温度点的选取不同检定项目依据表5选取检定温度点(以下简称检定点),可根据用户要求增加检定点。7.3.2.1 固有误差通常在被检温度计的测温范围内均匀选取检定点。a)包括接近下限和上限的检定点。b)接近均匀分布,一般为整百或整十摄氏度点。c)检定点在最大允许误差突变点附近时,应在最大允许误差较小的一侧选择接近突变点的检定点。d)多量程被检温度计的各量程视为不同温度计,按上述方法分别选取检定点。在相邻量程的重叠区,在较低量程和较高量程应选择相同检定点。表5 各量程检定点项目首次检定后续检定固有误差选取不少于5个检定点选取不少于3个检定点重复性选取1个检定点不选取7.3.2.2 重复性通常在测温范围中点附近选取检定点。8J J G8 5 62 0 1 57.3.3 计量性能检定前的准备a)根据说明书信息确定被检温度计的检定距离,具体方法见附录A。b)根据说明书信息确认对辐射源直径的要求。说明书未直接给出此信息时,查出与检定距离相对应的视场直径,选用的黑体辐射源或面辐射源的直径一般应分别不小于被检温度计视场直径的1.4倍或1.7倍。c)根据检定点和被检温度计技术指标,选择计量标准。d)将被检温度计放置于检定环境,通常不少于4h。初始温度与检定环境有较大差异的,应适当延长放置时间。e)被检温度计及其他所需仪器按照规定的预热时间要求通电预热。f)将参考辐射温度计(如果使用)和被检单波段辐射温度计的发射率设定值设为1,将被检比色温度计的发射率比设定值设为1。7.3.4 瞄准要求a)按照检定距离的要求将被检温度计安装在辐射源空腔前方轴线延长线上,并瞄准辐射源中心;可调焦被检温度计还应使空腔底成像清晰或聚焦于检定距离处;具体方法见附录B。b)采用参考辐射温度计时,参考和被检温度计应交替瞄准,或以机械方式可重复地切换位置。注:应考虑修正参考辐射温度计的校准条件与使用条件的差异对检定结果的影响,参见附录E。7.3.5 固有误差7.3.5.1 调整辐射源设定值,使稳定后的辐射源量值与检定点的偏差不超过被检温度计最大允许误差的2倍。7.3.5.2 对参考温度计或参考辐射源应与被检温度计尽量同步地记录两次数据。不能同步测量时,可按照以下记录顺序:标准(S)被检(T)被检(T)标准(S)。记录表格参见附录表F-1。注:1 如果被检温度计在辐射源照射初期示值有漂移现象,对于手持式被检温度计,每次读数前,应先用挡光板遮挡辐射源不少于3 0s,并在移开挡光板并启动测量后的若干秒(一般为响应时间的3倍)后读数;对于固定安装式被检温度计,应在示值相对稳定后读数。如果说明书有明确要求的,按使用说明进行操作。2 同步是相对于辐射源稳定性而言的。若辐射源稳定性足够好,则可依次检定多个被检温度计。7.3.5.3 采用有玻璃窗口的黑体辐射源时,进行参考辐射温度计的窗口误差tSW和被检温度计的窗口误差tTW的测量,详见附录D。注:1 与玻璃窗口一同进行检定校准的参考辐射温度计,不再考虑窗口影响,即tSW=0。2 使用时应注意保持窗口清洁。7.3.5.4 改变检定点,重复7.3.5.1至7.3.5.3的步骤,完成其他检定点测量。7.3.6 重复性7.3.6.1 辐射源在重复性检定点稳定后,使被检温度计瞄准辐射源。9J J G8 5 62 0 1 57.3.6.2 用挡光板在被检温度计前遮挡不少于3 0s后移开挡光板,记录数据。若有漂移现象,参见7.3.5.2注1。7.3.6.3 重复7.3.6.2的测量过程,共进行1 0次。注:1 可在固有误差实验过程中进行。2 对于手持式被检温度计,应在移开被检温度计前的挡光板并启动测量后的几秒后读数;对于固定安装式被检温度计,应在移开挡光板后示值相对稳定后读数。如果说明书有明确要求的,按使用说明进行操作。3 必要时,同时测量标准器读数,以修正辐射源的温度漂移。7.4 检定数据处理7.4.1 固有误差固有误差为被检温度计测量理想黑体示值与理想黑体温度的差。在实际检定计算中,表示为:固有误差=被检温度计实际示值与检定点的温度差(tT)-计量标准实际标准值对检定点的温度差(tS)+必要的修正项。7.4.1.1 计量标准实测标准值对检定点的温度差tS的确定a)计量标准采用参考温度计时1)对于温度显示的参考温度计,计算辐射源亮度温度实测示值与在检定点tN的示值的差tS:tS=tS-tS N(2)式中:tS 参考温度计测量辐射源的两次实测示值(tS 1和tS 2,记录于表F-1)的平均值,;tS N 由参考温度计证书确定的对应于检定点tN的示值,。2)对于电参数输出的参考温度计(以铂电阻温度计为例),计算辐射源实测温度与检定点tN的差tS:tS=RS-RS NdRS/dt(3)式中:RS 参考温度计测量辐射源温度时的两次输出值(RS 1和RS 2,记录于表F-1)的平均值,;RS N 参考温度计证书中对应于检定点tN的输出值,;dRS/dt 参考温度计输出量在检定点tN的温度变化率,/。b)计量标准为参考辐射源时根据参考辐射源亮度温度的证书值,修正参考辐射源指示温度的实测值与证书值之差,计算辐射源实际亮度温度与检定点tN的差tS:tS=tS C-tN+(tS I-tS I C)(4)01J J G8 5 62 0 1 5 式中:tS C 由参考辐射源证书确定的对应于检定点tN的亮度温度值,;tS I 参考辐射源指示温度两次实测值(tS I 1和tS I 2,记录于表F-1)的平均值,;tS I C 由参考辐射源证书确定的对应于检定点tN的指示温度,。注:指示温度为参考辐射源温度控制器或测温温度计指示的实际温度示值。7.4.1.2 被检温度计实际示值与检定点的温度差tT的确定a)对于温度显示的被检温度计tT=tT-tN(5)式中:tT 被检温度计两次示值(tT 1和tT 2,记录于表F-1)的平均值,。b)对于电参数输出的被检温度计(以电流输出为例),计算被检温度计两次实测值的平均值相对于检定点tN的温度差tT:tT=IT-IT NdIT/dt(6)式中:IT 被检温度计两次实测值(IT 1和IT 2,记录于表F-1)的平均值,mA;ITN 被检温度计在tN的名义输出值,mA。7.4.1.3 固有误差的计算根据tT-tS,修正辐射源发射率偏离1、被检与参考温度计测量点温差以及窗口吸收等因素引入的不可忽略影响。t=(tT-tS)-tV-tT S-tW(7)式中:t 被检温度计在检定点tN处的固有误差,;tV 辐射源发射率偏离1对固有误差的影响,;tT S 被检温度计瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差,;tW 高温黑体辐射源窗口引入的固有误差的窗口误差,。注:1 对于单波段辐射温度计,修正黑体辐射源发射率偏离1的影响的计算方法见附录C;当参考辐射温度计和被检温度计具有相同光谱范围时,可忽略此项修正;tV的绝对值小于最大允许误差绝对值的1/2 0时,可忽略此项修正。对于比色温度计,可忽略此项修正。2 被检温度计瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差tT S不超过MP E的1/2 0或参考温度计为辐射温度计时,可忽略tT S修正项。3 被检温度计和参考辐射温度计的窗口误差的测量与计算的具体方法见附录D。不带窗口的黑体辐射源,tW=0;当参考辐射温度计和被检温度计具有相同光谱范围时,tW=0,可忽略此项误差的影响。7.4.1.4 被检温度计在检定点tN的示值a)电量输出的被检温度计IT C=ITN+tdIT/dt(8)11J J G8 5 62 0 1 5 式中:IT C 检定点tN处被检温度计实际电量输出,mA;ITN 检定点tN处被检温度计电量输出标称值,mA。b)温度显示的被检温度计tT C=tN+t(9)tT C 检定点tN处被检温度计实际温度示值,。7.4.2 重复性重复性通常表示为单次测量的实验标准偏差s的2倍。s=1n-1ni=1(i-)2(1 0)式中:n 测量次数;i 被检温度计单次测量结果与参考温度读数的差值,;-i的平均值,。7.5 检定结果的处理检定结果应包含:a)被检温度计在各检定点的示值和以温差表示的固有误差。对于数字式输出的被检温度计,根据分辨力确定结果的有效数字位数;对于模拟输出的被检温度计,结果的有效数字末位通常应与最大允许误差绝对值的1/1 0相当。b)被检温度计具有不同量程时,应注明量程。c)在对检定结果的说明中,注明检定时的检定距离、辐射源直径和辐射源类型(空腔黑体辐射源或面辐射源),注明被检温度计光谱范围的信息。对经检定符合本规程要求的被检温度计,出具检定证书;对检定不合格的被检温度计,出具检定结果通知书,并注明不合格项。7.6 检定周期被检温度计检定周期一般不超过1年。21J J G8 5 62 0 1 5附录A检定距离的确定A.1 可调焦被检温度计可调焦被检温度计的检定距离应在其允许的测量距离范围内选取,一般可选1m。说明书给出检定(或校准)距离的,直接采用说明书的规定值。检定距离是指在检定中被检温度计清晰成像时的测量距离。A.2 不可调焦被检温度计A.2.1 说明书中给出辐射温度计的检定(或校准)距离或设计最佳距离时,直接采用该规定值为检定距离。说明书中未给出上述信息时,采用A.2.2中的方法,确定检定距离。A.2.2 根据D-S图表按下述方法确定检定距离:a)最小目标直径对应的测量距离。当该测量距离为一个范围时,取最大值。b)D-S图表中D与S的比值最大时对应的测量距离。A.2.3 根据本方法确定的检定距离在瞄准辐射源时有可操作性困难时,在可获得有效检定结果的前提下,允许适当调整瞄准位置。参见附录B.2 c)和d)。A.3 确定方法实例例1:可调焦辐射温度计。说明书技术参数中关于测量距离的信息为:0.5m(视场直径3mm)。可选择1m为检定距离。例2:图A.1所示为一种不可调焦辐射温度计的说明书给出的测量距离与视场直径的关系。由图可知,在测量距离为0.3m,0.9m和1.5m时,视场直径分别为1 9mm,1 8mm和4 2mm。可计算得出相应的D与S的比值分别为1 6,5 0和3 6。则D与S的比值最大为5 0,其对应的测量距离0.9m即为检定距离。图A.1 一种典型的测量距离与视场关系图(D-S图)例3:图A.2所示为一种不可调焦辐射温度计的说明书给出的测量距离与视场直径的关系图。由图可知,在测量距离为0.3 m,0.9 m和1.5 m时,视场直径分别为2 4mm、3 0mm和6 2mm。可计算得出相应的D与S的比值分别约为1 2,3 0和2 4。则D与S的比值最大为3 0,其对应的测量距离0.9m即为检定距离。31J J G8 5 62 0 1 5图A.2 一种典型的测量距离与视场关系图(D-S图)41J J G8 5 62 0 1 5附录B辐射温度计瞄准方法B.1 温度计应安装在辐射源前方中心轴线的延长线上。B.2 轴向瞄准a)按说明书规定的方法进行被检温度计瞄准;b)说明书中没有明确规定检定距离的具体含义的,默认瞄准空腔底部;c)当辐射源无法在瞄准空腔底部的条件下满足检定距离的要求时,在可获得有效检定结果的前提下,允许适当调整瞄准位置。例如,当检定距离接近或小于空腔黑体辐射源的腔口到腔底距离时,在保证被检温度计瞄准黑体辐射源的有效亮度等温区的前提下,允许将被检温度计的瞄准面从腔底向腔口方向移动。d)对于不超过2m的短波段辐射温度计和比色温度计,在保证被检温度计瞄准黑体辐射源的有效亮度等温区的前提下,允许将被检温度计的瞄准面从腔底向腔口方向移动。B.3 中心瞄准a)可利用辐射温度计的辅助瞄准(激光或发光二极管)光束确定瞄准位置。需要注意的是某些温度计的辅助瞄准光束点不一定是测量光路的中心点,对此,可用下述方法进一步验证。b)可利用被检温度计观测辐射源温度场,分别根据水平与垂直温场的对称性确定对辐射源中心点的瞄准方向。51J J G8 5 62 0 1 5附录C黑体辐射源发射率偏离1引起的测量误差本附录给出了检定中参考辐射温度计和被检温度计受黑体辐射源发射率偏离1的影响而引起的测量误差的计算方法,此方法适用于修正发射率偏离1的影响及计算其不确定度。为简化公式表达与计算,凡涉及单波段辐射温度计测量的亮度温度时,以极限有效波长下的亮度温度表示。C.1 黑体辐射源的亮度温度模型由于黑体辐射源的发射率偏离1,其亮度温度有别于其实际温度,两者关系为:Lb,TRA D()=Lb(,TB B)+(1-)Lb(,TAM