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文檔簡介
山西省儀器儀表學會團體標準
T/SXICSXXXX-XXXX
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)校準規(guī)范
CalibrationSpecificationforConstantTemperature
andHumidityWeightingSystems
(征求意見稿)
(本草案完成時間:2023年10月)
在提交反饋意見時,請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。
XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施
山西省儀器儀表學會發(fā)布
T/SXICSXXXX-XXXX
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)校準規(guī)范
1范圍
本規(guī)范適用于恒溫恒濕稱重系統(tǒng)的校準。
2引用文件
本規(guī)范引用了下列文件:
JJG1036-2022電子天平
JJF1101-2019環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度參數(shù)校準規(guī)范
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
恒溫恒濕自動稱重系統(tǒng)是在高精度恒溫恒濕箱體內(nèi),自動完成樣品的取放、樣品識別、去
靜電、稱量的自動化智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)完全克服了稱量過程中的溫濕度變化、四角偏差、人為
誤差、等產(chǎn)生的稱量誤差??勺詣臃Q量濾膜、濾筒、低濃度頭等多種樣品。稱量數(shù)據(jù)可以自動
計算、存儲、查詢和導出、實現(xiàn)稱量數(shù)據(jù)的表格化自動化程度高、數(shù)據(jù)準確。恒溫恒濕稱重系
統(tǒng)系統(tǒng)分為全自動稱重系統(tǒng)以及半自動稱重系統(tǒng)。
4計量特性
4.1溫度偏差:±1℃
4.2溫度波動度:±0.5℃
4.3濕度偏差:±5%RH
4.4濕度波動度:±1.0℃
4.5稱重示值誤差:±0.05mg
4.6稱重重復性:≤0.05mg
注:上述計量特性僅供參考,不作為合格性判定依據(jù)。
5校準條件
1
T/SXICSXXXX-XXXX
5.1環(huán)境條件
環(huán)境溫度一般控制在10℃~30℃,相對濕度不大于85%。
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)周圍應無強烈振動及腐蝕性氣體存在,應避免其他的冷、熱源影響。實
際工作中,環(huán)境條件還應滿足測量標準器正常使用的要求。
5.2測量標準及其他設(shè)備
5.2.1溫度測量標準
溫度測量標準一般應選用多通道溫度顯示儀表或多路溫度測量裝置,傳感器宜選用四線制
鉑電阻溫度計,通道傳感器數(shù)量不少于5個,并能滿足校準工作需求。
5.2.2濕度測量標準
濕度測量標準一般應選用多通道溫濕度顯示儀表或多路溫濕度測量裝置,通道傳感器數(shù)量
不少于3個,并能滿足校準工作需求。
5.2.3砝碼
應配備一組滿足JJG99要求的標準砝碼。在檢定過程中如果使用砝碼的實際質(zhì)量值,則砝
碼的擴展不確定度不得超過相應載荷最大允許誤差絕對值的1/3如果檢定過程中使用砝碼的標
稱值,則砝碼的最大允許誤差不得超過相應載荷最大允許誤差的1/3。
6校準項目和校準方法
6.1溫度、濕度校準點的選擇
溫度、濕度校準點一般根據(jù)用戶需要選擇常用的溫度、濕度點進行,建議選擇溫度20℃
和濕度50%RH(20℃)。
6.1.1測量點位置
傳感器布放位置為設(shè)備校準時的測量點,應布置在設(shè)備工作空間的中間層,各布點位置與
設(shè)備內(nèi)壁的距離為各邊長的1/10。
傳感器測量點布放位置也可以根據(jù)用戶實際工作需求進行布置。
6.1.2測量點數(shù)量
溫度傳感器測量點用1、2、3…數(shù)字表示,濕度傳感器測量點用A、B…字母表示,見圖1。
1A2
5B
4C3
圖1設(shè)備布點示意圖
2
T/SXICSXXXX-XXXX
6.2溫度的校準
按照6.1規(guī)定布放溫度傳感器,將試驗設(shè)備設(shè)定到校準溫度,開啟運行。試驗設(shè)備達到穩(wěn)
定狀態(tài)后開始記錄各測量點溫度,記錄時間間隔為2min,30min內(nèi)共記錄16組數(shù)據(jù),或根據(jù)
設(shè)備運行狀態(tài)和用戶校準需求確定時間間隔和數(shù)據(jù)記錄次數(shù),并在原始記錄和校準證書中進行
說明。
溫度穩(wěn)定時間以說明書為依據(jù),說明書中沒有給出的,一般按一下原則執(zhí)行:溫度達到設(shè)
定值,30min后可以記錄數(shù)據(jù),如箱內(nèi)溫度扔未穩(wěn)定,可按實際情況至多延長30min,溫度達
到設(shè)定值至開始記錄數(shù)據(jù)所等待的時間不超過60min。
如果在規(guī)定的穩(wěn)定時間之前能夠確定箱內(nèi)溫度已經(jīng)達到穩(wěn)定,也可以提前記錄。穩(wěn)定時間
須以設(shè)備達到穩(wěn)定狀態(tài)為主要判斷標準,應在設(shè)備達到穩(wěn)定狀態(tài)后才開始進行校準,按公式(1)、
(2)、(3)計算。
6.3溫濕度的校準
按照6.1規(guī)定布放溫濕度傳感器,將試驗設(shè)備設(shè)定到校準溫度、濕度,開啟運行。設(shè)備達
到穩(wěn)定狀態(tài)后開始記錄各測量點溫度、濕度,記錄時間間隔為2min,30min內(nèi)共記錄16組數(shù)
據(jù),或根據(jù)設(shè)備運行狀況和用戶校準需求確定時間間隔和數(shù)據(jù)記錄次數(shù),并在原始記錄和校準
證書中進行說明。
溫濕度穩(wěn)定時間以說明書為依據(jù),說明書中沒有給出的,一般按以下原則執(zhí)行:溫濕度達
到設(shè)定值,30min后可以開始記錄數(shù)據(jù),如箱內(nèi)溫濕度仍未穩(wěn)定,可按實際情況至多延長30min,
溫濕度達到設(shè)定值至開始記錄數(shù)據(jù)所等待的時間不超過60min。
如果在規(guī)定的穩(wěn)定時間之前能夠確定箱內(nèi)溫濕度已經(jīng)達到穩(wěn)定,也可以提前記錄按公式(4)、
(5)、(6)計算。
6.4稱重校準
6.4.1稱重示值誤差
選取10g、15g、20g三個校準點(可依據(jù)客戶要求選?。x取同載荷的砝碼,重復稱重3次
取算術(shù)平均值,稱重示值誤差按公式(7)、(8)計算。
6.4.2稱重重復性
多次稱量之間的零點有偏差時,天平應重新置零。選取15g為校準點,測量次數(shù)不少于6次,
按公式(9)計算。
6.5數(shù)據(jù)處理
3
T/SXICSXXXX-XXXX
6.5.1溫度數(shù)據(jù)處理
6.5.1.1溫度偏差
tmaxtmaxts(1)
tmintmints(2)
式中:tmax溫度上偏差,℃
tmin溫度下偏差,℃
tmax各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最高溫度,℃
tmin各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最低溫度,℃
ts設(shè)備設(shè)定溫度,℃
6.5.1.2溫度波動度
設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下,工作空間各測量點30min內(nèi)(每2min測試一次)實測最高溫度與最低溫
度之差的一半,冠以“±”號,取全部測量點中變化量的最大值作為溫度波動度校準結(jié)果。
tmaxtt/2
fjmaxjmin(3)
式中:tf溫度波動度,℃
tjmax測量點j在n次測量中的最高溫度,℃
tjmin測量點j在n次測量中的最低溫度,℃
6.5.2相對濕度數(shù)據(jù)處理
6.5.2.1相對濕度偏差
hmaxhmaxhs(4)
hminhminhs(5)
4
T/SXICSXXXX-XXXX
式中:hmax濕度上偏差,%RH
hmin濕度下偏差,%RH
hmax各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最高濕度,%RH
hmin各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最低濕度,%RH
hs設(shè)備設(shè)定濕度,%RH
6.5.2.2相對濕度波動度
設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下,工作空間各測量點30min內(nèi)(每2min測試一次)實測最高相對濕度與最
低相對濕度之差的一半,冠以“±”號,取全部測量點中變化量的最大值作為濕度波動度校準
結(jié)果。
hmaxhh/2
fjmaxjmin(6)
式中:tf濕度波動度,%RH
hjmax測量點j在n次測量中的最高濕度,%RH
hjmin測量點j在n次測量中的最低濕度,%RH
6.5.3稱重數(shù)據(jù)處理
6.5.3.1稱重示值誤
III(7)
I123
3
EIL(8)
式中:E示值誤差,g
I稱重示值,g
I3次稱量的平均值,g
L載荷的質(zhì)量值,g
6.5.3.2稱重重復性
Erep=Emax-Emin(9)
5
T/SXICSXXXX-XXXX
式中:Erep重復性誤差,g
Emax加載時示值誤差的最大值,g
Emin加載時示值誤差的最小值,g
7校準結(jié)果表達
經(jīng)校準后的恒溫恒濕稱重系統(tǒng),應填發(fā)校準證書,校準證書應符合JJF1071-2010中5.12
的要求,并應給出各校準項目的校準結(jié)果及示值誤差的測量不確定度。
8復校時間間隔
根據(jù)被校設(shè)備的使用情況自行確定復校時間間隔,建議一般為1年。
6
T/SXICSXXXX-XXXX
附錄A
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)溫度、相對濕度偏差測量結(jié)果的不確定度評定示例
1概述
1.1測量依據(jù):本規(guī)范
JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》
1.2環(huán)境條件:環(huán)境溫度21.3℃環(huán)境濕度37%RH
1.3測量標準:溫濕度場巡檢儀,溫度不確定度U=(0.010~0.014)℃,k=2;相對濕度不確定
度U=(0.5~0.8)%RH,k=2。
1.4被測對象:恒溫恒濕稱重系統(tǒng),溫度分辨力:0.01℃,相對濕度分辨力:0.1%RH。
1.5測量過程:將溫濕度場巡檢儀溫度、濕度傳感器按要求布置測試點。開啟運行恒溫恒濕稱
重系統(tǒng),設(shè)備達到設(shè)定值并穩(wěn)定后開始記錄設(shè)備的溫度、相對濕度示值及各布點溫度、相對濕
度,記錄時間間隔為2min,30min內(nèi)共記錄16組數(shù)據(jù)。
計算各溫度測試點30min內(nèi)測量的最高溫度與設(shè)定溫度的差值,即為溫度上偏差;各測試
點30min內(nèi)測量的最低溫度與設(shè)定溫度的差值,即為溫度下偏差。
計算各濕度測試點30min內(nèi)測量的最高濕度值與設(shè)定濕度的差值,即為相對濕度上偏差;
各濕度測試點30min內(nèi)測量的最低濕度值與設(shè)定濕度的差值,即為相對濕度下偏差。
2數(shù)學模型
2.1溫度上偏差公式
tmax=tmax-ts
式中:
?tmax-溫度上偏差;℃
tmax-各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最高溫度;℃
ts-設(shè)備設(shè)定溫度;℃
2.2相對濕度上偏差公式
hmaxhmax-hs
式中:
?hmax-相對濕度上偏差;%RH
hmax-各測量點規(guī)定時間內(nèi)測量的最高相對濕度;%RH
7
T/SXICSXXXX-XXXX
hs-設(shè)備設(shè)定相對濕度;%RH
3不確定來源
(1)恒溫恒濕稱重系統(tǒng)測量重復性引入的標準不確定度
(2)恒溫恒濕稱重系統(tǒng)分辨力引入標準不確定度
(3)標準器引入的標準不確定度
4標準不確定度分量的計算
4.1恒溫恒濕稱重系統(tǒng)測量重復性引入的標準不確定度分量
在30℃校準點重復測量10次,測量結(jié)果如下表:
表1恒溫恒濕稱重系統(tǒng)溫度偏差測量結(jié)果及其計算單位:℃
次數(shù)12345678910
測量值20.43220.41220.40320.34020.31020.27320.28120.26320.26620.272
平均值20.325
n
(xix)
si10.067℃
n1
測量結(jié)果取單次讀數(shù)平均值,則恒溫恒濕稱重系統(tǒng)溫度重復性引入的標準不確定度為:
uAs0.067℃。
在相對濕度為50%校準點重復測量10次,測量結(jié)果如下表:
表2恒溫恒濕稱重系統(tǒng)濕度偏差測量結(jié)果及其計算單位:%RH
次數(shù)12345678910
測量值51.8051.6951.5451.6651.1751.8051.3451.5251.7251.40
平均值51.56
n
(yiy)
si10.21%RH
n1
測量結(jié)果取單次讀數(shù)平均值,則恒溫恒濕稱重系統(tǒng)濕度重復性引入的標準不確定度為:
uAs0.21%RH。
8
T/SXICSXXXX-XXXX
4.2恒溫恒濕稱重系統(tǒng)分辨力引入的標準不確定度分量
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)溫度分辨力為0.01℃,不確定度區(qū)間半寬0.005℃,服從均勻分布,則
溫度分辨力引入的標準不確定度分量:
0.005
uB10.003℃
3
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)相對濕度分辨力為0.1%RH,區(qū)間半寬為0.05%RH,服從均勻分布,則
濕度分辨力引入的標準不確定度分量:
0.05%
uB10.03%RH
3
根據(jù)不確定度評定要求,分辨力和重復性引入的標準不確定度取其中較大值,所以在計算
合成標準不確定度過程中舍去分辨力引入的不確定度。
4.3標準器引入的標準不確定度分量
4.3.1標準器修正值引入的標準不確定度分量
標準器溫度的不確定度U=0.01℃,k=2,則標準器溫度修正值引入的標準不確定度分量:
U0.01
u0.005℃
B21k2
標準器相對濕度的不確定度U0.5%RH,k=2,則標準器濕度修正值引入的標準不確定
度分量:
U0.5
u0.25%RH
B21k2
4.3.2標準器穩(wěn)定性引入的標準不確定度分量
標準器相鄰兩次校準溫度修正值最大變化0.10℃,按均勻分布,由此標準器溫度穩(wěn)定性引
入的標準不確定度分量:
0.10
uB220.06℃
3
標準器相鄰兩次校準濕度修正值最大變化0.8%RH,按均勻分布,由此標準器濕度穩(wěn)定性
引入的標準不確定度分量:
0.8
uB220.46%RH
3
由于uB21、uB22彼此獨立不相關(guān),則標準器溫度引入的標準不確定度分量為:
9
T/SXICSXXXX-XXXX
22
uB2uB21uB220.060℃
由于uB21、uB22彼此獨立不相關(guān),則標準器濕度引入的標準不確定度分量為:
22
uB2uB21uB220.52%RH
5標準不確定度匯總表
5.1不確定度分量匯總表
表3溫度上偏差校準標準不確定度分量匯總表
不確定度來源標準不確定度k
溫度測量重復性0.067℃1
標準器修正值及穩(wěn)定性0.060℃3
表4相對濕度上偏差校準標準不確定度分量匯總表
不確定度來源標準不確定度k
濕度測量重復性0.21%RH1
標準器修正值及穩(wěn)定性0.52%RH3
5.2合成標準不確定度
5.2.1溫度上偏差合成標準不確定度uc計算。
由于各分量相互獨立,則合成標準不確定度uc為:
22℃
ucuAuB20.09
5.2.2相對濕度上偏差合成標準不確定度uc′計算。
由于各分量相互獨立,則合成標準不確定度uc′為:
22
ucuAuB20.56%RH
6擴展不確定度計算
取包含因子k=2,則溫度上偏差擴展不確定度為:
Ukuc20.09℃0.18℃
取包含因子k=2,則相對濕度上偏差擴展不確定度為
10
T/SXICSXXXX-XXXX
Ukuc20.56%RH1.2%RH
6測量不確定度報告
綜上所訴,恒溫恒濕稱重系統(tǒng)溫度偏差測量結(jié)果的不確定度為0.18℃,相對濕度偏差測量
結(jié)果的不確定度為1.2%RH。
11
T/SXICSXXXX-XXXX
附錄B
恒溫恒濕稱重系統(tǒng)校準原始記錄
文件受控編號:證書編號:
客戶名稱
樣品名稱出廠編號
型號規(guī)格測量范圍
不確定度/最大允許誤
制造單位
差/準確度等級
使用位置管理編號
校準時間校準周期
本次校準所用的依據(jù)、環(huán)境條件:
校準依據(jù)
溫度濕度%RH其他
℃
校準地點
本次校準使用的主要標準器:
不確定度或準確
型號規(guī)
名稱編號測量范圍度等級或最大允證書號/有效期溯源機構(gòu)
格
許誤差
校準員:核驗員:
1
T/SXICSXXXX-XXXX
1.溫度的校準
溫度設(shè)定值tS:℃
單位:℃
測量點實測溫度值/℃
次數(shù)
12345
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
最大值
tmax/℃
最小值tmin/℃
溫度上偏差(Δtmax=tmax-tS)/℃溫度下偏差(Δtmin=tmin-tS)/℃
溫度波動度
tmaxtt/2
fjmaxjmin
溫度偏差測量結(jié)果的擴展不確定度U=℃(k=2)
2
T/SXICS
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