溫度校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1309—20111溫度校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于溫度校準(zhǔn)儀的校準(zhǔn)。溫度校準(zhǔn)儀可以配接熱電阻或熱電偶以測(cè)量溫度,也可以模擬熱電阻、熱電偶或過(guò)程信號(hào)的輸出以校準(zhǔn)溫度二次儀表。溫度校準(zhǔn)儀(以下簡(jiǎn)稱校準(zhǔn)儀)可以是多功能校準(zhǔn)儀中的一部分。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJG617—1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀GB/T16839.2—1997熱電偶第2部分:允差JB/T8622—1997工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表JB/T8623—1997工業(yè)銅熱電阻技術(shù)條件及分度表凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用本規(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概述校準(zhǔn)儀具有測(cè)量和輸出兩種功能,屬于溫度測(cè)量?jī)x表中的多功能計(jì)量器具。校準(zhǔn)儀可以測(cè)量和模擬熱電阻的類型通常有Pt100,Pt500,Pt1000,Cu50,Cu100等;測(cè)量和模擬熱電偶的類型通常有B、S、R、K、N、E、J、T等;模擬過(guò)程信號(hào)輸出的直流電流為4mA~20mA或直流電壓為1V~5V等。校準(zhǔn)儀設(shè)置在測(cè)量狀態(tài)時(shí),可以與熱電阻或熱電偶連接以測(cè)量溫度,相當(dāng)于一臺(tái)數(shù)字溫度指示儀。校準(zhǔn)儀在連接熱電偶測(cè)量溫度時(shí),通常具有內(nèi)置參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能,可以不用外接冷端補(bǔ)償器直接與熱電偶連接。有些校準(zhǔn)儀能手動(dòng)切換補(bǔ)償功能。校準(zhǔn)儀設(shè)置在輸出狀態(tài)時(shí),可以模擬各種熱電阻、熱電偶和溫度變送器輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)以校準(zhǔn)溫度二次儀表。通常以數(shù)字鍵盤的形式設(shè)定模擬的溫度值,也可以用最小步進(jìn)方式增加或遞減溫度以適用于模擬式溫度二次儀表的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)儀在模擬熱電偶輸出時(shí),通常也具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能,使模擬熱電偶的輸出呈參考端溫度為輸出端子處溫度的電勢(shì)。有些校準(zhǔn)儀能手動(dòng)切換補(bǔ)償功能。模擬熱電阻和熱電偶時(shí),溫度與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及溫度與電勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系均遵循GB/T16839.2—1997,JB/T8622—1997,JB/T8623—1997標(biāo)準(zhǔn)要求。4計(jì)量特性4.1示值誤差校準(zhǔn)儀設(shè)置在測(cè)量狀態(tài)時(shí),作為數(shù)字溫度指示儀使用,其示值與輸入標(biāo)準(zhǔn)值的差為校準(zhǔn)儀的示值誤差。示值的最大允許誤差通常不超過(guò)±(0.01~0.6)℃。JJF1309—201124.2輸出誤差校準(zhǔn)儀設(shè)置在輸出狀態(tài)時(shí),作為各種模擬熱電阻或模擬熱電偶使用,輸出的模擬溫度與設(shè)置的溫度值之差為輸出誤差。輸出的最大允許誤差通常不超過(guò)±(0.03~0.6)℃。模擬過(guò)程信號(hào)輸出的最大允許誤差通常不超過(guò)輸出值的±0.02%。4.3模擬熱電阻的激勵(lì)電流有效范圍校準(zhǔn)儀在模擬熱電阻時(shí)符合輸出誤差要求的激勵(lì)電流應(yīng)具有一定范圍,通常應(yīng)在0.1mA~4mA。4.4溫度輸出的最小步進(jìn)值校準(zhǔn)儀設(shè)置在輸出狀態(tài)時(shí),輸出溫度值的設(shè)置應(yīng)有一定的最小步進(jìn)值。最小步進(jìn)值通常有1℃、0.1℃等。注:以上指標(biāo)不適用于合格性判別,供參考。5校準(zhǔn)條件5.1標(biāo)準(zhǔn)器及其他設(shè)備校準(zhǔn)時(shí)所需的標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備按被校校準(zhǔn)儀的類型可從表1中參考選擇。選用的原則為:校準(zhǔn)時(shí)由標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備引入的擴(kuò)展不確定度U(k=2),相對(duì)于被校校準(zhǔn)儀的最大允差應(yīng)盡可能小,以滿足校準(zhǔn)工作的要求。表1標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注1直流低電勢(shì)電位差計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源0.001級(jí)~0.05級(jí)直流電壓:(0~100)mV模擬熱電偶的輸出,為校準(zhǔn)儀在測(cè)量狀態(tài)時(shí)提供熱電偶的輸入輸出阻抗不大于100Ω2電橋0.001級(jí)及以上測(cè)量模擬熱電阻的輸出和激勵(lì)電流范圍3直流電阻箱0.01級(jí),0.02級(jí)模擬熱電阻的輸出,為校準(zhǔn)儀在測(cè)量狀態(tài)時(shí)提供熱電阻的輸入4補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)與校準(zhǔn)時(shí)的熱電偶分度號(hào)相配,并經(jīng)校準(zhǔn)具有15℃~25℃的修正值校準(zhǔn)具有熱電偶參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能的校準(zhǔn)儀時(shí)用的專用連線補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)方法見(jiàn)附錄A50℃恒溫器0℃恒溫器的溫度偏差不超過(guò)±0.05℃0℃恒溫器代替JJF1309—20113表1(續(xù))序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注6專用連接導(dǎo)線三線制連接時(shí),三根導(dǎo)線電阻之差應(yīng)盡可能小。在阻值無(wú)明確規(guī)定時(shí),可在同一根銅導(dǎo)線上等長(zhǎng)度(通常不超過(guò)1m)截取三段作為連接導(dǎo)線校準(zhǔn)儀測(cè)量狀態(tài)時(shí),其輸入端與直流電阻箱之間的連接導(dǎo)線7數(shù)字多用表0.01級(jí)及以上直流電壓:(0~100)mV(0~10)V直流電流:(0~22)mA電阻:10Ω~3kΩ測(cè)量校準(zhǔn)儀的輸入和輸出5.2環(huán)境條件環(huán)境溫度:15℃~25℃;相對(duì)濕度:<85%。環(huán)境條件應(yīng)同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)器使用的相關(guān)要求。注:如不能滿足標(biāo)準(zhǔn)器使用的環(huán)境要求,在不確定度評(píng)定時(shí)應(yīng)考慮增加標(biāo)準(zhǔn)器不確定度的可能。5.3電源校準(zhǔn)時(shí)的工作電源應(yīng)滿足被校校準(zhǔn)儀和標(biāo)準(zhǔn)器正常工作的相關(guān)要求。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項(xiàng)目a)校準(zhǔn)儀的校準(zhǔn)項(xiàng)目:示值誤差和輸出誤差。b)功能檢查項(xiàng)目:模擬熱電阻激勵(lì)電流有效范圍和溫度輸出的最小步進(jìn)值。6.2校準(zhǔn)方法6.2.1示值誤差6.2.1.1準(zhǔn)備工作(1)連接與設(shè)置按說(shuō)明書(shū)要求將校準(zhǔn)儀設(shè)置為測(cè)量狀態(tài),選擇傳感器的類型,按圖1~圖4將校準(zhǔn)儀與標(biāo)準(zhǔn)器連接。選擇熱電阻測(cè)量溫度時(shí),根據(jù)委托方的要求選用三線制或四線制進(jìn)行;選擇熱電偶測(cè)量溫度時(shí),具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能可選擇的校準(zhǔn)儀,應(yīng)設(shè)置在有補(bǔ)償狀態(tài),選擇匹配的補(bǔ)償導(dǎo)線,與校準(zhǔn)儀輸入端的連接應(yīng)有良好的接觸。JJF1309—20114圖1校準(zhǔn)儀測(cè)量狀態(tài)時(shí)配熱電阻(三線制)的校準(zhǔn)連接圖圖2校準(zhǔn)儀測(cè)量狀態(tài)時(shí)配熱電阻(四線制)的校準(zhǔn)連接圖圖3校準(zhǔn)儀測(cè)量狀態(tài)時(shí)配熱電偶(無(wú)參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償)的校準(zhǔn)連接圖圖4校準(zhǔn)儀測(cè)量狀態(tài)時(shí)配熱電偶(具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償)的校準(zhǔn)連接圖(2)通電預(yù)熱預(yù)熱時(shí)間按制造廠說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定確定,一般不少于15min。具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)儀的預(yù)熱時(shí)間不少于30min。(3)選擇校準(zhǔn)點(diǎn)校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)按測(cè)量范圍均勻分布,一般包括上限值、下限值和中間點(diǎn)附近在內(nèi)不少于5個(gè)點(diǎn)。允差不超過(guò)±0.02%的校準(zhǔn)儀一般不少于7個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。(4)調(diào)整零點(diǎn)通電預(yù)熱后,具有零點(diǎn)調(diào)整功能的校準(zhǔn)儀在必要時(shí)可進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整,應(yīng)按校準(zhǔn)儀說(shuō)明書(shū)的方法操作。6.2.1.2測(cè)量方法JJF1309—20115測(cè)量方法采用JJG617—1996中的“輸入被檢點(diǎn)溫度標(biāo)稱電量值法”(又稱“輸入基準(zhǔn)法”)。從下限開(kāi)始增大輸入信號(hào)(上行程時(shí)),分別給校準(zhǔn)儀輸入各被校點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電量值,讀取校準(zhǔn)儀的示值,直至上限;然后減小輸入信號(hào)(下行程時(shí)),分別給校準(zhǔn)儀輸入各被校點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電量值,讀取校準(zhǔn)儀的示值,直至下限作為一個(gè)測(cè)量循環(huán)。共進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的測(cè)量。如果校準(zhǔn)儀選擇在熱電偶測(cè)量溫度時(shí),并設(shè)置在參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償狀態(tài),則給校準(zhǔn)儀輸入的信號(hào)應(yīng)是被校點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電勢(shì)值減去補(bǔ)償導(dǎo)線修正值。每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)有4個(gè)測(cè)量值,取4次測(cè)量的平均值與校準(zhǔn)點(diǎn)溫度之差作為該校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差,如式(1):Δt=-ts(1)式中:Δt———各被校點(diǎn)的示值誤差,℃;d—校準(zhǔn)儀示值的平均值,℃;注:按圖4接線時(shí),示值誤差的計(jì)算公式應(yīng)為。其中Si為各被校點(diǎn)溫度的微分電勢(shì)。由于操作時(shí)給校準(zhǔn)儀的輸入信號(hào)為被校點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電勢(shì)值減去補(bǔ)償導(dǎo)線修正值,從而得到式(1)的示值誤差計(jì)算公式。在上述測(cè)量過(guò)程中對(duì)重復(fù)性最差的校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行三個(gè)循環(huán)的測(cè)量,合計(jì)得到10個(gè)顯示值。按貝塞爾公式計(jì)算示值平均值的重復(fù)性以此評(píng)估該校準(zhǔn)儀測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)的不確定度。注:如已掌握并積累了被校校準(zhǔn)儀的測(cè)量重復(fù)性信息(如sp),則可以不進(jìn)行上述重復(fù)性試驗(yàn)。直接取6.2.2輸出誤差6.2.2.1準(zhǔn)備工作(1)連接與設(shè)置按說(shuō)明書(shū)要求將校準(zhǔn)儀設(shè)置為輸出狀態(tài),選擇傳感器的類型,按圖5~圖8將校準(zhǔn)儀與標(biāo)準(zhǔn)器連接。模擬熱電阻時(shí),其輸出值應(yīng)采用四線制測(cè)量;模擬熱電偶時(shí),具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能可選擇的校準(zhǔn)儀,應(yīng)設(shè)置在有補(bǔ)償狀態(tài),選擇匹配的補(bǔ)償導(dǎo)線,與校準(zhǔn)儀輸出端的連接應(yīng)接觸良好。圖5校準(zhǔn)儀輸出狀態(tài)時(shí)模擬熱電阻輸出的校準(zhǔn)連接圖JJF1309—20116圖6校準(zhǔn)儀輸出狀態(tài)時(shí)模擬熱電偶(無(wú)參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償)的校準(zhǔn)連接圖圖7校準(zhǔn)儀輸出狀態(tài)時(shí)模擬熱電偶(具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償)的校準(zhǔn)連接圖圖8校準(zhǔn)儀輸出狀態(tài)時(shí)模擬溫度變送器或過(guò)程信號(hào)的校準(zhǔn)連接圖(2)通電預(yù)熱與示值誤差校準(zhǔn)時(shí)的要求相同。(3)選擇校準(zhǔn)點(diǎn)校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)均布,且不少于7個(gè)點(diǎn)。(4)零點(diǎn)調(diào)整通電預(yù)熱后,在需要進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整時(shí),應(yīng)按校準(zhǔn)儀說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行調(diào)整。6.2.2.2測(cè)量方法從下限開(kāi)始設(shè)定溫度值,按選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)逐次增加設(shè)定溫度值(上行程時(shí)),在標(biāo)準(zhǔn)器上分別讀取校準(zhǔn)儀的實(shí)際輸出值,直至上限;然后按選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)逐次減小設(shè)定溫度值(下行程時(shí)),分別在標(biāo)準(zhǔn)器上讀取校準(zhǔn)儀的實(shí)際輸出值,直至下限作為一個(gè)測(cè)量循環(huán)。共進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的測(cè)量。模擬熱電阻輸出時(shí),測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)器的激勵(lì)電流應(yīng)選擇1mA(Pt100,Cu100,Cu50)或0.1mA(Pt1000)。具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男?zhǔn)儀在模擬熱電偶輸出時(shí),每一校準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際輸出值應(yīng)記錄為數(shù)字電壓表測(cè)得值的平均值與補(bǔ)償導(dǎo)線修正值e(ti)的代數(shù)和。模擬溫度變送器輸出(過(guò)程信號(hào)輸出)時(shí),應(yīng)根據(jù)校準(zhǔn)儀設(shè)置的是直流電流輸出還是直流電壓輸出選擇相應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行實(shí)際輸出的測(cè)量。JJF1309—20117每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)有4個(gè)測(cè)量值,取4次測(cè)量的平均值與校準(zhǔn)點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電量值之差作為該校準(zhǔn)點(diǎn)的輸出誤差,如式(2),用式(3)換算成溫度值:d-As(2)(3)式中:ΔA———各被校點(diǎn)電量值的輸出誤差,mV、Ω或mA、V;Δt———各被校點(diǎn)的溫度輸出誤差,℃;d———被校點(diǎn)實(shí)際輸出的平均值,mV、Ω或mA、V;As———被校溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電量值,mV、Ω或mA、V;Si———各被校點(diǎn)溫度的微分電阻或微分電勢(shì),Ω/℃、mV/℃。在上述兩個(gè)測(cè)量循環(huán)中對(duì)重復(fù)性最差的校準(zhǔn)點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行三個(gè)循環(huán)的測(cè)量,合計(jì)得到10個(gè)輸出值。按貝塞爾公式計(jì)算輸出平均值的重復(fù)性以此評(píng)估各校準(zhǔn)點(diǎn)輸出重復(fù)性帶來(lái)的不確定度。注:如已掌握并積累了被校校準(zhǔn)儀的測(cè)量重復(fù)性信息(如sp),則可以不進(jìn)行上述重復(fù)性試驗(yàn)。直接取6.2.3模擬熱電阻激勵(lì)電流有效范圍的檢查校準(zhǔn)儀設(shè)置在模擬Pt100熱電阻的輸出狀態(tài),將校準(zhǔn)儀的輸出端按四線制的方法與測(cè)量電橋連接,如圖5所示。分別將電橋的激勵(lì)電流設(shè)置為0.1mA,1mA,4mA,測(cè)量輸出的下限值、中間值和上限值。如激勵(lì)電流0.1mA和4mA時(shí)校準(zhǔn)儀輸出超差,則應(yīng)適當(dāng)改變激勵(lì)電流大小直至符合允差要求。6.2.4溫度輸出最小步進(jìn)值的檢查校準(zhǔn)儀設(shè)置在輸出狀態(tài),分別選擇K型熱電偶和Pt100鉑熱電阻,在任意校準(zhǔn)點(diǎn)按各自的最小步進(jìn)值改變輸出值,測(cè)量并記錄實(shí)際輸出值的變化。6.3數(shù)據(jù)處理原則測(cè)量結(jié)果和誤差計(jì)算過(guò)程中,小數(shù)點(diǎn)后保留的位數(shù)應(yīng)以舍入誤差小于校準(zhǔn)儀最大允許誤差的為限(相當(dāng)于比最大允許誤差多取一位小數(shù))。在不確定度的計(jì)算過(guò)程中,為了避免過(guò)大的修約誤差,可以保留2~3位有效數(shù)字。但最終的擴(kuò)展不確定度只能保留1~2位有效數(shù)字。測(cè)量結(jié)果是由多次測(cè)量的算術(shù)平均值給出的,其末位應(yīng)與擴(kuò)展不確定度的有效位數(shù)對(duì)齊。7校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果以校準(zhǔn)證書(shū)(或校準(zhǔn)報(bào)告)的形式給出。校準(zhǔn)證書(shū)至少應(yīng)包括下列信息:b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn));JJF1309—20118d)證書(shū)或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí);e)送校單位的名稱和地址;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)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說(shuō)明;i)對(duì)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;k)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)校準(zhǔn)證書(shū)或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí),以及簽發(fā)日期;n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;o)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書(shū)或報(bào)告的聲明。其中:“本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效說(shuō)明”中應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)器的名稱、型號(hào)規(guī)格、測(cè)量范圍及不確定度(或準(zhǔn)確度等級(jí)、最大允差)、有效日期等說(shuō)明?！靶?zhǔn)環(huán)境的描述”中應(yīng)包括環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和供電的狀況?！靶?zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明”中應(yīng)給出每個(gè)被校點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)的示值誤差、輸出誤差(也可以用相應(yīng)的輸出平均值或折算成溫度值形式出現(xiàn)),以及相應(yīng)的擴(kuò)展不確定度和包含因子,如各被校點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度相差不大,可以取最大的代替。8復(fù)校時(shí)間間隔建議最長(zhǎng)為1年。由于復(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)使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。JJF1309—20119附錄A補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)方法溫度校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)用補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)選擇細(xì)軟的測(cè)量用補(bǔ)償導(dǎo)線。如何得到補(bǔ)償導(dǎo)線的修正值和它的不確定度,以K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線為例進(jìn)行闡述。A.1測(cè)量方法A.1.1測(cè)量溫度點(diǎn)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)選擇在校準(zhǔn)儀工作時(shí)接線端子處的溫度(接近環(huán)境溫度)。取15℃、20℃、25℃三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)(偏離不超過(guò)0.2℃)。A.1.2測(cè)量接線圖測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)器及接線如圖A.1所示。圖A.1補(bǔ)償導(dǎo)線測(cè)量示意圖A.1.3測(cè)量用標(biāo)準(zhǔn)器A.1.4測(cè)量循環(huán)A.1.4測(cè)量循環(huán)待恒溫槽的溫度穩(wěn)定后,以“標(biāo)準(zhǔn)—K—K—標(biāo)準(zhǔn)”的測(cè)量順序作為一個(gè)循環(huán),測(cè)量三個(gè)循環(huán)。A.1.5補(bǔ)償導(dǎo)線輸出電勢(shì)的計(jì)算分別取6次測(cè)量的平均值,并按標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)測(cè)量的實(shí)際溫度ti′,換算到整溫度點(diǎn)的電勢(shì)值E(ti):E(ti)=E(t)-(t-ti)·Si(A.1)A.1.6補(bǔ)償導(dǎo)線修正值e(ti)的計(jì)算e(ti)=EA(ti)-E(ti)(A.2)=EA(ti)-[E(t)-(t-ti)·Si]t—試驗(yàn)時(shí),恒溫槽的實(shí)測(cè)溫度(接近ti),℃;EA(ti)———參考端溫度ti對(duì)應(yīng)的標(biāo)稱電勢(shì)值,mV;E(t)———恒溫槽溫度t時(shí),補(bǔ)償導(dǎo)線的輸出值,mV;Si———參考端溫度ti的微分電勢(shì),mV/℃。10A.2不確定度評(píng)定以K型不確定度評(píng)定為例。A.2.1數(shù)學(xué)模型補(bǔ)償導(dǎo)線修正值測(cè)量的數(shù)學(xué)模型:e(ti)=EA(ti)-[E(t)-(t-ti)·Si]簡(jiǎn)化表述為:e=EA-[Et′-(t′-t)·Si](A.3)A.2.2輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.2.2.1輸入量EA引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分度表熱電勢(shì)值的修約間隔為1μV,修約誤差最大為±0.5μV,按均勻分布處理,則A.2.2.2輸入量Et′引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(1)數(shù)字電壓表的測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取15℃~25℃測(cè)量點(diǎn)中補(bǔ)償導(dǎo)線的最大輸出值,按均勻分布處理,則(2)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取15℃~25℃測(cè)量點(diǎn)si中的最大值,則(3)周期穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度取校準(zhǔn)溫度15℃~25℃中周期穩(wěn)定性的最大值為1.8μV,按均勻分布處理,則u(Et′3)=1.04μV(4)冰點(diǎn)槽溫度偏離0℃引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度冰點(diǎn)槽用純水制作,其偏離0℃的最大差值不超過(guò)±0.01℃,0℃時(shí)的微分電勢(shì)S0=39.45μV/℃。按均勻分布處理,則3u(Et′4)=0.01℃·S0=0.0058×39.45μV=0.23μV3(5)寄生電勢(shì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度寄生電勢(shì)不超過(guò)±0.4μV,按均勻分布處理,則(6)上述各分量彼此相互獨(dú)立,則按方差合成u(Et′)=0.102+0.082+1.042+0.232+0.232μV=1.10μVA.2.2.3輸入量t′引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(1)二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(含電測(cè)儀器)測(cè)量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度JJF1309—201111(2)t′測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.01mK(3)恒溫槽溫度均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度恒溫槽的均勻性為0.005℃,按均勻分布處理,則(4)上述各分量彼此相互獨(dú)立,則按方差合成u(t′)=5.02+0.012+2.92mK=5.8mKA.2.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度靈敏系數(shù):其中,c3取15℃~25℃范圍內(nèi)最大的S25值,為40.52μV/℃。則不確定度分量:c3·u(t′)=0.0058℃·S25=0.0058×40.52μV=0.24μV由于各不確定度分量互不相關(guān),由方差合成的方法得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:uc(e)=cu2(EA)+cu2(Et′)+c·u2(t′)=0.292+1.102+0.242μV=1.16μV(A.4)不確定度分量匯總見(jiàn)表A.1。表A.1不確定度分量匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值靈敏系數(shù)ci不確定度分量|ci|u(xi)u(EA)分度值修約誤差0.29μV10.29μVu(Et′)1.10μV-11.10μVu(Et′1)數(shù)字多用表測(cè)量誤差0.10μVu(Et′2)測(cè)量重復(fù)性0.08μVu(Et′3)周期穩(wěn)定性*1.04μVu(Et′4)冰點(diǎn)槽偏離0℃0.23μVu(Et′5)寄生電勢(shì)0.23μVu(t′)5.8mK40.52μV/℃0.24μVu(t′1)鉑電阻溫度計(jì)(含電測(cè))5.0mKu(t′2)測(cè)量重復(fù)性0.01mKu(t′3)恒溫槽溫度均勻性2.9mK注:*補(bǔ)償導(dǎo)線的周期穩(wěn)定性與選用的補(bǔ)償導(dǎo)線質(zhì)量有關(guān),是不確定度的主要來(lái)源。應(yīng)對(duì)選擇的補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行穩(wěn)定性跟蹤。JJF1309—201112A.2.4擴(kuò)展不確定度取k=2,則U=2×1.16μV=2.4μV補(bǔ)償導(dǎo)線在15℃~25℃修正值的測(cè)量結(jié)果和不確定度見(jiàn)表A.2。表A.2補(bǔ)償導(dǎo)線修正值測(cè)量結(jié)果匯總校準(zhǔn)溫度/℃K型熱電偶標(biāo)稱電勢(shì)/mV實(shí)測(cè)電勢(shì)/mV修正值e/mV不確定度U(k=2)/μV150.5970.6032-0.00622.4200.7980.8044-0.0064251.0001.0080-0.0080JJF1309—201113附錄B溫度校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)原始記錄格式委托單位:校準(zhǔn)證書(shū)編號(hào):儀器名稱:型號(hào)/規(guī)格:出廠編號(hào):制造單位:儀器狀況:校準(zhǔn)地點(diǎn):環(huán)境溫度:℃濕度:%RH校準(zhǔn)用主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具型號(hào)規(guī)格準(zhǔn)確度儀器編號(hào)證書(shū)號(hào)有效期測(cè)量數(shù)據(jù)及結(jié)果(熱電偶:;熱電阻:)補(bǔ)償導(dǎo)線修正值e=mV校準(zhǔn)點(diǎn)校準(zhǔn)儀示值(℃)測(cè)量誤差℃輸入標(biāo)準(zhǔn)值□Ω□mVⅠⅡⅢⅣ平均值℃U=U=,k=2校準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)際輸出值(□Ω□mV)輸出誤差℃標(biāo)稱電量值□Ω□mVⅠⅡⅢⅣ平均值□Ω□mV℃U=U=,k=214激勵(lì)電流范圍測(cè)量(Pt100)模擬熱電阻不同激勵(lì)電流下的模擬熱電阻輸出值/Ω℃Ω0.1mA1mA4mA最小步進(jìn)值檢查結(jié)果:校準(zhǔn)人員:核驗(yàn)人員:校準(zhǔn)日期:年月日15附錄C溫度校準(zhǔn)儀示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定校準(zhǔn)儀在測(cè)量狀態(tài)下,以設(shè)置熱電偶為例進(jìn)行不確定度評(píng)定。C.1概述C.1.1被測(cè)對(duì)象校準(zhǔn)儀在測(cè)量狀態(tài)下,設(shè)置為T型熱電偶,測(cè)量范圍為0℃~400℃,分辨力為0.1℃,允許誤差為±0.3℃。C.1.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),它的輸出允差MPE=±(0.003%輸出值+3μV)。對(duì)應(yīng)于T型熱電偶各溫度點(diǎn)的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表C.1。表C.1標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源主要技術(shù)指標(biāo)熱電偶類型溫度范圍t/℃最大允許誤差Δ/℃T0≤t<5050≤t<150150≤t≤400±0.08±0.07±0.06補(bǔ)償導(dǎo)線修正值(20℃時(shí))e=0.0010mV,U=1.1μV(k=2)。C.1.3測(cè)量方法按本規(guī)范6.2.1的方法進(jìn)行。校準(zhǔn)點(diǎn)分別為(℃):0,100,200,300,400。C.1.4測(cè)量環(huán)境溫度:15℃~25℃;相對(duì)濕度:≤85%。C.2數(shù)學(xué)模型=td-(C.1)式中符號(hào)的含義同正文。C.3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.3.1輸入量td的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(td)的評(píng)定輸入量td的不確定度來(lái)源主要有兩部分:測(cè)量重復(fù)性和儀表的分辨力。C.3.1.1測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(td1)測(cè)量中,100℃的重復(fù)性較差,取此點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)10次測(cè)量,得到顯示值測(cè)量列(℃):100.3,100.2,100.3,100.3,100.3,100.2,100.2,100.3,100.3,100.3。平均值:d=100.27℃單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.048℃JJF1309—201116實(shí)際測(cè)量情況是在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量4次,以4次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果,則可以得到:u(td1)=s/4=0.024℃C.3.1.2儀表分辨力導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(td2)u(td2)可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。由校準(zhǔn)儀分辨力b導(dǎo)致的示值誤差區(qū)間半寬為u(td2)=0.05u(td2)=0.05℃/k=0.029℃由于重復(fù)性與分辨力有一定關(guān)聯(lián),在分辨力導(dǎo)致的不確定度大于重復(fù)性時(shí),只取分辨力的影響,即u(td)=0.029℃C.3.2輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts)輸入量ts的不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源的誤差。因環(huán)境溫度引入的不確定度可以忽略不計(jì)。根據(jù)直流電壓源輸出信號(hào)的大小查表C.1的Δ。按均勻分布考慮,則u(ts)=|Δ|/3=(0.06~0.08)℃/3=0.035℃~0.046℃0℃~400℃各校準(zhǔn)點(diǎn)的u(ts)依次為(℃):0.046,0.040,0.035,0.035,0.035。C.3.3輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)輸入量e的不確定度來(lái)源主要是補(bǔ)償導(dǎo)線修正值和冰點(diǎn)導(dǎo)致的不確定度。補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e1)和冰點(diǎn)槽的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e2)均可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。C.3.3.1補(bǔ)償導(dǎo)線導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e1)補(bǔ)償導(dǎo)線修正值e(20℃時(shí))的擴(kuò)展不確定度U=1.1μV,包含因子k=2。則u(e1)=1.1μV/2=0.55μV。C.3.3.2冰點(diǎn)導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e2)冰點(diǎn)槽0℃的最大誤差為±0.01℃,對(duì)于T型熱電偶相當(dāng)于±0.39μV。按均勻分布考慮,k=3。因此:u(e2)=0.39μV/3=0.23μVC.3.3.3輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e)的計(jì)算由于e1和e2彼此相互獨(dú)立,因此:C.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定C.4.1靈敏系數(shù)數(shù)學(xué)模型Δt的靈敏系數(shù):c1=?Δt/?td=1c2=?Δt/?ts=-1(C.2)c3=?Δt/?e=-1/SiJJF1309—201117T型熱電偶各測(cè)量點(diǎn)的Si(μV/℃)分別為:S0=39.0,S100=47.0,S200=53.0,輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表C.2。表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值靈敏系數(shù)ci不確定度分量|ci|u(xi)u(td)取0.029℃10.029℃u(td1)測(cè)量重復(fù)性0.024℃u(td2)校準(zhǔn)儀分辨力0.029℃u(ts)標(biāo)準(zhǔn)直流電壓源輸出誤差0℃100℃200℃300℃400℃0.0460.0400.0350.0350.035-10℃100℃200℃300℃400℃0.0460.0400.0350.0350.035u(e)0.60μV-1/Si0℃100℃200℃300℃400℃0.0150.0130.0110.0100.009u(e1)補(bǔ)償導(dǎo)線0.55μVu(e2)冰點(diǎn)槽0.23μVC.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算輸入量td、ts及e相互間彼此獨(dú)立,所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到:各測(cè)量點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為uc(Δ0)=0.056℃,uc(Δ100)=uc(Δ200)=0.051℃,uc(Δ300)=0.047℃,uc(Δ400)=0.046℃C.5擴(kuò)展不確定度的評(píng)定校準(zhǔn)點(diǎn)0100200300400不確定度U0.120.110.110.100.10JJF1309—201118附錄D溫度校準(zhǔn)儀輸出誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定校準(zhǔn)儀在輸出狀態(tài)下,以設(shè)置模擬熱電阻為例進(jìn)行不確定度評(píng)定。D.1概述D.1.1被測(cè)對(duì)象校準(zhǔn)儀設(shè)置為模擬Pt100型鉑熱電阻輸出狀態(tài),測(cè)量范圍為-200℃~+800℃,最小步進(jìn)值為0.01℃,輸出允許誤差為±0.04℃~±0.05℃。D.1.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)用FLUKE1590電橋作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),它的測(cè)量允差MPE=±0.0005%讀數(shù),激勵(lì)電流設(shè)置為1mA。D.1.3測(cè)量方法按本規(guī)范6.2.2的方法進(jìn)行測(cè)量。校準(zhǔn)點(diǎn)分別為(℃):-200,-100,0,200,400,600,800。D.1.4測(cè)量環(huán)境溫度:15℃~25℃;相對(duì)濕度:≤85%。D.2數(shù)學(xué)模型ΔA=d-As(D.1)式中符號(hào)的含義同正文。D.3輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度D.3.1輸入量Ad的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ad)輸入量Ad的不確定度來(lái)源主要有兩部分,即測(cè)量重復(fù)性和電橋的測(cè)量誤差。D.3.1.1測(cè)量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ad1)測(cè)量過(guò)程中400℃的重復(fù)性較差,以此作為重復(fù)性測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)10次測(cè)量,得到輸出值測(cè)量列(Ω):247.0838,247.0841,247.0840,247.0839,247.0837,247.0840,247.0843,247.0842,247.0840,247.0838。平均值:d=247.08398Ω單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差:實(shí)際測(cè)量情況是在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量4次,以4次測(cè)量的平均值作為測(cè)量結(jié)果,則可以得到:u(Ad1)=s/4=0.09mΩJJF1309—201119D.3.1.2電橋測(cè)量誤差導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ad2)u(Ad2)可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)測(cè)量值的大小計(jì)算允差。按均勻分布考慮,則u(Ad2)=|ΔA|/3經(jīng)計(jì)算,各校準(zhǔn)點(diǎn)的u(Ad2)分別為(mΩ):0.05,0.17,0.29,0.51,0.71,0.91,1.08。D.3.1.3輸入量Ad的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ad)的計(jì)算上述各分量彼此相互獨(dú)立計(jì)算,得到各校準(zhǔn)點(diǎn)的u(Ad)分別為(mΩ):0.103,0.192,0.304,0.518,0.767,0.914,1.084。D.3.2輸入量As的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(As)輸入量As的不確定度主要來(lái)源于分度值的修約誤差。由于校準(zhǔn)儀模擬電阻輸出的分辨力為1mΩ,因此,校準(zhǔn)時(shí)采用修約間隔為1mΩ的分度表,則修約最大誤差為±0.5mΩ,按均勻分布考慮,則u(As)=|ΔAs|/3=0.5mΩ/3=0.29mΩ注:常用分度表電阻值的修約間隔為10mΩ。1mΩ修約間隔的,可以從相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻阻值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系中計(jì)算得到。D.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定D.4.1靈敏系數(shù)數(shù)學(xué)模型ΔA的靈敏系數(shù):(D.2)c1=?ΔA/?Ad=(D.2)c2=?ΔA/?As=-1D.4.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表D.1。D.4.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算輸入量Ad、As相互間彼此獨(dú)立,所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到:(D.3)各測(cè)量點(diǎn)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為uc(Δ-200)=0.308mΩ,uc(Δ-100)=0.348mΩ,uc(Δ0)=0.420mΩ,uc(Δ200)=0.594mΩ,uc(Δ400)=0.820mΩ,uc(Δ600)=0.959mΩ,uc(Δ800)=1.122mΩJJF1309—201120表D.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(xi)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值/mΩ靈敏系數(shù)ci不確定度分量|ci|u(xi)/mΩu(Ad)-200℃-100℃0℃200℃400℃600℃800℃0.100.190.300.520.770.911.081-200℃-100℃0℃200℃400℃600℃800℃0.100.190.300.520.770.911.08u(Ad1)測(cè)量重復(fù)性(取最大的)0.09u(Ad2)電橋測(cè)量誤差-200℃-100℃0℃200℃400℃600℃800℃0.050.170.290.510.710.91