表面溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1409—20131表面溫度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于以熱電偶為感溫元件的表面溫度計(jì)在室溫至400℃溫度范圍的校準(zhǔn)。其他類型表面溫度計(jì)的校準(zhǔn)可參照本規(guī)范。2引用文件JJG617—1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀GB/T13639工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制系統(tǒng)用模擬輸入數(shù)字式指示儀凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3概述表面溫度計(jì)是用于測(cè)量固體表面溫度的儀器,由溫度傳感器和數(shù)字式溫度指示儀表組成。其測(cè)溫原理是將表面溫度計(jì)溫度傳感器的感溫元件緊密壓在被測(cè)物體的表面上,由指示儀表顯示出被測(cè)物體的表面溫度。感溫元件為表面熱電偶,指示儀表一般具有熱電偶參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能。4計(jì)量特性4.1外觀4.1.1表面溫度計(jì)的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好,不應(yīng)有影響測(cè)量準(zhǔn)確度的缺陷。4.1.2溫度傳感器的插件極性應(yīng)正確,接觸應(yīng)良好,插件的材質(zhì)應(yīng)與感溫元件的材質(zhì)相同。4.1.3接通表面溫度計(jì)的電源,指示儀表應(yīng)顯示正常。4.2示值誤差表面溫度計(jì)的示值與實(shí)際溫度的差值為表面溫度計(jì)的示值誤差。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度:(23±5)℃,相對(duì)濕度不大于85%?；蚍闲?zhǔn)用儀器設(shè)備所規(guī)定的環(huán)境條件。5.1.2在校準(zhǔn)過(guò)程中,環(huán)境溫度波動(dòng)不應(yīng)超過(guò)0.5℃。校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不應(yīng)有影響測(cè)量結(jié)果的環(huán)境因素。5.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備JJF1409—201325.2.1標(biāo)準(zhǔn)器通常采用鉑電阻溫度計(jì),其外徑與溫度源測(cè)溫孔的內(nèi)徑的差最大為0.5mm。對(duì)鉑電阻溫度計(jì)及其配套測(cè)量?jī)x表整體校準(zhǔn),其擴(kuò)展不確定度U(k=2),應(yīng)小于被校表面溫度計(jì)最大允差的1/10。5.2.2表面溫度源(以下簡(jiǎn)稱溫度源)溫度源的溫度范圍應(yīng)滿足校準(zhǔn)溫度范圍。溫度源由表面熱板、控溫裝置、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)器和與其配套使用的測(cè)量?jī)x表組成,提供溫度可調(diào)節(jié)的穩(wěn)定、均勻溫度場(chǎng)。溫度源表面熱板上符合溫度均勻性要求的區(qū)域?yàn)楣ぷ鲄^(qū)。在表面熱板的底部具有外置標(biāo)準(zhǔn)器插孔,標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量端與插孔內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)處接觸應(yīng)良好,測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)垂直位于表面熱板工作區(qū)中心下方。熱板表面應(yīng)平整、光滑,無(wú)油垢等物質(zhì),不允許有影響測(cè)量準(zhǔn)確度的表面氧化,保證表面溫度計(jì)的感溫元件與工作區(qū)的熱板接觸良好。熱板材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性。工作區(qū)直徑或邊長(zhǎng)與感溫元件的接觸面相應(yīng)尺寸之比應(yīng)不小于1.4。可根據(jù)感溫元件的形狀選擇相適應(yīng)的表面熱板。溫度源技術(shù)要求參見表1。表1溫度源技術(shù)要求技術(shù)指標(biāo)溫度范圍/℃工作區(qū)溫度均勻性/℃穩(wěn)定性/(℃/10min)室溫≤t≤100≤0.50.4100<t≤300≤1.00.6300<t≤400≤1.51.06校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目外觀、示值誤差。6.2校準(zhǔn)方法6.2.1外觀用目測(cè)的方法進(jìn)行檢查。應(yīng)符合4.1的規(guī)定。6.2.2示值誤差6.2.2.1表面溫度計(jì)的感溫元件在校準(zhǔn)前應(yīng)進(jìn)行清潔處理,去掉影響測(cè)溫準(zhǔn)確度的污物。接通表面溫度計(jì)的電源,將其在校準(zhǔn)環(huán)境中放置不少于10min,使其參考端溫度與環(huán)境溫度充分達(dá)到熱平衡。6.2.2.2校準(zhǔn)溫度點(diǎn)應(yīng)選擇整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)的整十或整百度點(diǎn)。在測(cè)量范圍內(nèi)不得少于3個(gè)點(diǎn),其中1個(gè)點(diǎn)可在溫度源的測(cè)量范圍下限溫度附近選擇,另1個(gè)點(diǎn)可在表面溫度計(jì)或溫度源的上限溫度(取小者)附近選擇。也可根據(jù)用戶要求選擇校準(zhǔn)溫度點(diǎn)。6.2.2.3將標(biāo)準(zhǔn)器插入溫度源外置插孔中,標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量端與插孔內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)處應(yīng)接觸良好,插孔出口縫隙用保溫材料堵嚴(yán)。JJF1409—201336.2.2.4接通溫度源的電源。6.2.2.5調(diào)節(jié)溫度源設(shè)定溫度,待溫度源溫度上升且穩(wěn)定到所需要的校準(zhǔn)溫度,其偏離不得超過(guò)±2℃。6.2.2.6將被校表面溫度計(jì)的感溫元件充分、緊密地壓在溫度源熱板工作區(qū)的中心位置上。6.2.2.7待標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量?jī)x表及表面溫度計(jì)示值穩(wěn)定后,記錄標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表及表面溫度計(jì)的讀數(shù)。6.2.2.8用6.2.2.6~6.2.2.7的方法對(duì)表面溫度計(jì)進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)量。6.2.2.9改變溫度源設(shè)定溫度,重復(fù)6.2.2.5~6.2.2.8的操作,直到所有的溫度點(diǎn)均校準(zhǔn)完畢。6.2.2.10校準(zhǔn)過(guò)程中環(huán)境條件應(yīng)符合5.1的規(guī)定。6.2.3數(shù)據(jù)處理被校表面溫度計(jì)的示值與實(shí)際溫度的差值為表面溫度計(jì)的示值誤差。在校準(zhǔn)過(guò)程中,對(duì)表面溫度計(jì)進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)量,取3次測(cè)量平均值計(jì)算示值誤差。表面溫度計(jì)示值誤差按公式(1)計(jì)算:式中:Δt表面溫度計(jì)的示值誤差,℃;t示式中:Δt表面溫度計(jì)的示值誤差,℃;t示—表面溫度計(jì)的示值平均值,℃;t標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表測(cè)量的溫度平均值,℃;Δt修—標(biāo)準(zhǔn)器與其測(cè)量?jī)x表整體校準(zhǔn)的溫度修正值,℃。6.2.4數(shù)據(jù)修約示值誤差Δt,末位可修約至與被校表面溫度計(jì)分辨力相一致。7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的表面溫度計(jì)出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映。校準(zhǔn)證書應(yīng)包括以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)客戶的名稱和地址;f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí);g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說(shuō)明;4k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明;m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說(shuō)明;n)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí);o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書的聲明。8復(fù)校時(shí)間間隔表面溫度計(jì)復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此,送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。建議復(fù)校時(shí)間間隔最長(zhǎng)不超過(guò)1年,使用特別頻繁時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短。JJF1409—20135附錄A表面溫度計(jì)校準(zhǔn)記錄參考格式委托單位:型號(hào)/規(guī)格:測(cè)量范圍:制造廠:出廠編號(hào):分辨力:標(biāo)準(zhǔn)器名稱:型號(hào)/規(guī)格:測(cè)量范圍:出廠編號(hào):準(zhǔn)確度等級(jí)/不確定度:有效期:配套設(shè)備名稱:型號(hào)/規(guī)格:測(cè)量范圍:出廠編號(hào):準(zhǔn)確度等級(jí)/不確定度:有效期:校準(zhǔn)依據(jù):校準(zhǔn)地點(diǎn):環(huán)境溫度:℃;相對(duì)濕度:%證書編號(hào):記錄編號(hào):測(cè)量值/℃校準(zhǔn)溫度/℃標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量值/℃表面溫度計(jì)示值/℃123平均值修正值/實(shí)際溫度/示值誤差/123平均值修正值/實(shí)際溫度/示值誤差/123平均值修正值/實(shí)際溫度/示值誤差/外觀:示值誤差的擴(kuò)展不確定度:校準(zhǔn)員:核驗(yàn)員:校準(zhǔn)日期:6附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)參考格式校準(zhǔn)證書編號(hào):校準(zhǔn)依據(jù)(代號(hào)):測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備的名稱、型號(hào)、編號(hào)、證書編號(hào)及有效期、準(zhǔn)確度等級(jí)或不確定度及測(cè)量范圍:校準(zhǔn)地點(diǎn)及環(huán)境條件:校準(zhǔn)結(jié)果:1.外觀2.示值誤差校準(zhǔn)溫度/℃示值誤差/℃擴(kuò)展不確定度U/℃(k=2)備注:JJF1409—20137附錄C表面溫度計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例C.1測(cè)量方法校準(zhǔn)裝置用3125型表面溫度源,標(biāo)準(zhǔn)器采用A級(jí)鉑電阻,與其配套使用的測(cè)溫儀表為1502A溫度測(cè)量?jī)x,分辨力為0.01℃。被校表面校溫度計(jì)型號(hào)為SWK—2,測(cè)量范圍:(0~300)℃,分辨力為1℃。標(biāo)準(zhǔn)器與測(cè)量?jī)x表整體校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度:100℃時(shí)為0.04℃(k=2)。待溫度源溫度穩(wěn)定到校準(zhǔn)溫度,將表面溫度計(jì)的感溫元件充分、緊密地壓在溫度源熱板工作區(qū)的中心位置上。待標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量?jī)x表及表面溫度計(jì)示值穩(wěn)定后,記錄讀數(shù)。表面溫度計(jì)的示值與實(shí)際溫度的差值為表面溫度計(jì)的示值誤差。以100℃為例,對(duì)表面溫度計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定。C.2測(cè)量模型示值誤差Δt:Δt=t示-t標(biāo)-Δt修(C.1)式中:Δt表面溫度計(jì)的示值誤差,℃;t示—表面溫度計(jì)的示值平均值,℃;t標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表測(cè)得的溫度平均值,℃;Δt修—標(biāo)準(zhǔn)器與其測(cè)量?jī)x表整體校準(zhǔn)的溫度修正值,℃。式(C.1)中各項(xiàng)相互獨(dú)立,示值誤差的不確定度u(Δt):u2(Δt)=cu2(t示)+cu2(t標(biāo))+cu2(Δt修)(C.2)C.3靈敏系數(shù)c1==1c2==-1c3==-1C.4輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.4.1輸入量t示的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t示)的評(píng)定輸入量t示的不確定度來(lái)源主要是表面溫度計(jì)的測(cè)量重復(fù)性、表面溫度計(jì)指示儀表分辨力和數(shù)據(jù)修約的影響。C.4.1.1測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t示1)測(cè)量重復(fù)性包含了表面溫度計(jì)自身的短期不穩(wěn)定性和表面溫度源穩(wěn)定性的影響。采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。選3臺(tái)足夠穩(wěn)定的表面溫度計(jì)(編號(hào)為1#,2#,3#)作為被測(cè)對(duì)象,在重復(fù)性條件下,在100℃點(diǎn)重復(fù)測(cè)量,各得到10個(gè)觀測(cè)值,見表C.1。JJF1409—20138表C.1重復(fù)測(cè)量得到的觀測(cè)值/℃1001#2#3#19897982989798398979849897985989798698979879897988999798999979810999798si=2ii=19(x-x)2ii=190.480.000.00合并以上樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差得到:sp==0.28℃獲得了各點(diǎn)的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差sp以后,所建立的校準(zhǔn)裝置在實(shí)際校準(zhǔn)中對(duì)被測(cè)量進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)量,以3次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果,所以:u(t示1)=0.28/=0.16℃C.4.1.2表面溫度計(jì)指示儀表分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t示2)表面溫度計(jì)指示儀表分辨力為1℃,則區(qū)間半寬為0.5℃,按均勻分布處理,則:u(t示2)=0.5/=0.29℃C.4.1.3數(shù)據(jù)修約引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t示3)表面溫度計(jì)指示儀表分辨力為1℃,由修約舍入的最大溫度絕對(duì)值為0.5℃,按均勻分布處理,則: u(t示3)=0.5/=0.29℃C.4.1.4輸入量t示的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t示)由于測(cè)量重復(fù)性和表面溫度計(jì)指示儀表分辨力引入的分量相互關(guān)聯(lián),故標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量只取大者u(t示2)。由于u(t示2)、u(t示3)彼此相互獨(dú)立,因此:u(t示)=u2(t示2)+u2(t示3)=0.41℃JJF1409—20139C.4.2輸入量t標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo))評(píng)定輸入量t標(biāo)的不確定度來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量?jī)x表分辨力的影響、標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)溫點(diǎn)與溫度源工作區(qū)中心點(diǎn)溫差的影響、溫度源穩(wěn)定性的影響和溫度源熱板工作區(qū)溫場(chǎng)不均勻的影響。C.4.2.1標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo)1)標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表分辨力的影響因微小可忽略不計(jì)。C.4.2.2標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)溫點(diǎn)與溫度源熱板工作區(qū)中心點(diǎn)的溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo)2)由實(shí)驗(yàn)得到:100℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)溫點(diǎn)與溫度源工作區(qū)中心點(diǎn)的溫差不大于0.5℃,按正態(tài)分布處理,則:u(t標(biāo)2)=0.5/3=0.17℃C.4.2.3溫度源的穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo)3)100℃時(shí),溫度源穩(wěn)定性為0.4℃,則區(qū)間半寬為0.2℃,按均勻分布處理,則:u(t標(biāo)3)=0.2/=0.12℃C.4.2.4溫度源熱板工作區(qū)溫場(chǎng)不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo)4)100℃時(shí),工作區(qū)溫度均勻性不大于0.5℃,實(shí)際測(cè)量時(shí)不超過(guò)0.25℃,按正態(tài)分布處理,則:C.4.2.5輸入量t標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo)) uC.4.2.5輸入量t標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t標(biāo))由于輸入量t標(biāo)各分量之間,彼此相互獨(dú)立,因此:C.4.3輸入量Δt修的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δt修)評(píng)定 u(t標(biāo))=u2(t標(biāo)2)+u2(t標(biāo)3)+u2C.4.3輸入量Δt修的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Δt修)評(píng)定對(duì)A級(jí)鉑電阻及配套使用的測(cè)溫儀表1502A整體校準(zhǔn),100℃時(shí)其修正值的擴(kuò)展不確定度為0.04℃,k=2,則:u(Δt修)=0.04/2=0.02℃C.4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表C.2。表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度/℃靈敏系數(shù)ciciu(xi)/℃u(t示)u(t示2)u(t示3)表面溫度計(jì)指示儀表分辨力表面溫度計(jì)數(shù)據(jù)修約0.410.290.2910.41u(t標(biāo))u(t標(biāo)1)u(t標(biāo)2)u(t標(biāo)3)標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量?jī)x表分辨力標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)溫點(diǎn)與工作區(qū)中心點(diǎn)的溫差溫度源的穩(wěn)定性0.22忽略不計(jì)0.170.12-10.22JJF1409—201310表C.2(續(xù))標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度/℃靈敏系數(shù)ciciu(xi)/℃u(t標(biāo)4)u(Δt修)溫度源工作區(qū)溫場(chǎng)不均勻標(biāo)準(zhǔn)器與其測(cè)量?jī)x表整體校準(zhǔn)的修正值的不確定度0.080.02-10.02C.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(Δt)由于輸入量t示、t標(biāo)、Δt修之間,彼此獨(dú)立不相關(guān),因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:C.6擴(kuò)展不確定Δt)=cu2(t示)+cu2(t標(biāo))+cu2(Δt修)≈0.47℃取k=2,則100℃時(shí),表面溫度計(jì)示值誤差的擴(kuò)展不確定度:U=k×uc(Δt)=2×0.47≈1.0℃JJF1409—201311附錄D表面溫度源控溫穩(wěn)定性及溫度均勻性測(cè)量方法本附錄提供測(cè)試表面溫度源是否滿足表1中的穩(wěn)定性及工作區(qū)溫度均勻性的測(cè)量方法。D.1表面溫度源控溫穩(wěn)定性D.1.1測(cè)量?jī)x器自重式表面溫度計(jì),準(zhǔn)確度為0.75%(測(cè)量溫度),分辨力不低于0.1℃。D.1.2測(cè)量位置選取表面溫度源熱板中心點(diǎn)為測(cè)量位置。D.1.3測(cè)量溫度點(diǎn)一般選50℃、100℃、200℃、300℃、400