JJF 2188-2025 冰點恒溫器校準規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術規(guī)范JJF2188—2025冰點恒溫器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforIcePointThermostats2025-02-08發(fā)布2025-08-08實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2188—2025冰點恒溫器校準規(guī)范CalibrationSpecificationforIcePointThermostats→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→歸口單位:全國溫度計量技術委員會主要起草單位:山東省計量科學研究院中國計量科學研究院參加起草單位:貴州省計量測試院泰安磐然測控科技有限公司深圳市艾依康儀器儀表科技有限公司本規(guī)范委托全國溫度計量技術委員會負責解釋JJF2188—2025本規(guī)范主要起草人:李穎(山東省計量科學研究院)鄭瑋(中國計量科學研究院)梁興忠(山東省計量科學研究院)湯磊(中國計量科學研究院)參加起草人:肖小庭(貴州省計量測試院)徐震震(泰安磐然測控科技有限公司)潘若宇(深圳市艾依康儀器儀表科技有限公司)JJF2188—2025Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3術語和定義 (1)4概述 (1)5計量特性 (2)5.1溫度波動性 (2)5.2孔底溫度 (2)5.3孔間溫差 (2)6校準條件 (2)6.1環(huán)境條件 (2)6.2測量標準及其他設備 (2)7校準項目和校準方法 (3)7.1校準項目 (3)7.2絕緣電阻 (3)7.3校準前準備 (3)7.4校準方法 (3)7.5數(shù)據(jù)處理 (4)8校準結果表達 (5)9復校時間間隔 (6)附錄A冰點恒溫器校準記錄參考格式 (7)附錄B冰點恒溫器校準證書內(nèi)頁參考格式 (8)附錄C冰點恒溫器孔底溫度測量不確定度評定示例 (9)JJF2188—2025ⅡJJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1071—2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構成支撐本規(guī)范制定工作的基礎性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2188—20251冰點恒溫器校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于插孔深度不小于100mm熱電偶參考端補償用的冰點恒溫器的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1007溫度計量名詞術語及定義JJF1030恒溫槽技術性能測試規(guī)范JJF1257—2010干體式溫度校準器校準方法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術語和定義JJF1007界定的及以下術語和定義適用于本規(guī)范。3.1冰點恒溫器icepointthermostat為熱電偶參考端提供0℃溫度環(huán)境的控溫恒溫設備。3.2穩(wěn)定狀態(tài)stablestate冰點恒溫器插孔底部溫度變化量達到設備本身性能指標要求時的狀態(tài)。3.3溫度波動性temperaturevolatility穩(wěn)定狀態(tài)下,一定時間間隔內(nèi),冰點恒溫器插孔底部的溫度變化量。3.4孔底溫度holebottomtemperature穩(wěn)定狀態(tài)下,冰點恒溫器插孔底部的溫度。3.5孔間溫差temperaturedifferencebetweenholes穩(wěn)定狀態(tài)下,冰點恒溫器各插孔底部之間的最大溫度差。4概述冰點恒溫器是一種內(nèi)置工作腔的制冷恒溫設備,主要用于為熱電偶參考端提供穩(wěn)定的0℃恒溫環(huán)境。冰點恒溫器通常采用半導體制冷,內(nèi)置金屬材質(zhì)的均溫塊,均溫塊的上端制作有若干深孔作為工作腔,使用時需在工作腔放置與之配合的玻璃管,同時在玻璃管內(nèi)注入適量酒精,熱電偶參考端應插入玻璃管最底部。若工作腔內(nèi)壁已做絕緣處理,也可不用玻璃管,直接注入適量酒精。冰點恒溫器的工作原理框圖如圖1所示。JJF2188—20252圖1冰點恒溫器的工作原理框圖5計量特性5.1溫度波動性用于標準熱電偶和貴金屬熱電偶參考端補償?shù)谋c恒溫器,溫度波動性應不超過0.02℃/30min。其他冰點恒溫器,溫度波動性應不超過0.04℃/30min。5.2孔底溫度用于標準熱電偶和貴金屬熱電偶參考端補償?shù)谋c恒溫器,相對于冰點的最大允許誤差為±0.05℃。其他冰點恒溫器,相對于冰點的最大允許誤差為±0.10℃。5.3孔間溫差冰點恒溫器孔間溫差應不超過0.05℃。注:以上指標不作為合格性判定,僅供參考。6校準條件6.1環(huán)境條件溫度:18℃~28℃。相對濕度:≤85%。校準過程應無影響冰點恒溫器正常工作的氣流擾動和外部電磁場干擾。應滿足電測儀表使用的環(huán)境要求。6.2測量標準及其他設備校準所需的測量標準及其他設備可以從表1中參考選擇,也可使用滿足要求的其他設備。JJF2188—20253表1測量標準及其他設備技術要求序號設備名稱技術要求備注1水三相點瓶及其凍制保存裝置復現(xiàn)性不大于1.0mK提供水三相點溫度2鉑電阻溫度計A級,四線制軟線連接,防水;傳感器封裝尺寸:直徑不大于3.5mm,長度不大于3cm;數(shù)量不少于被校準冰點恒溫器插孔數(shù)量3電測儀表0.01級,分辨力不低于0.1mΩ也可選用滿足準確度等級的溫度顯示電測儀表4低電勢轉換開關雜散熱電動勢≤0.4μV若電測儀表不具備換向功能,轉換開關應具有換向功能5絕緣電阻表直流電壓500V,10級—7校準項目和校準方法7.1校準項目冰點恒溫器的校準項目包括溫度波動性、孔底溫度、孔間溫差。7.2絕緣電阻7.2.1使用絕緣電阻表測量冰點恒溫器電源輸入端子與外殼之間的絕緣電阻,應不小于20MΩ。7.2.2對于無須玻璃管的冰點恒溫器,選擇任意兩插孔,插孔內(nèi)注入適量酒精,將多股銅導線插入插孔底部,使用絕緣電阻表測量其間的絕緣電阻,應不小于20MΩ。7.3校準前準備校準前開啟電測儀表電源進行預熱,預熱時間至少30min或滿足電測儀表使用說明書的相應要求。在工作腔放置與之配合的玻璃管,并在管內(nèi)注入適量酒精(若工作腔內(nèi)壁已做絕緣處理,也可不用玻璃管,直接注入酒精)。使冰點恒溫器處于穩(wěn)定狀態(tài)。7.4校準方法7.4.1鉑電阻溫度計校準將鉑電阻溫度計插入凍制好的水三相點瓶中進行校準,根據(jù)公式(1)計算得到其0℃時的電阻值R(0℃)。式中:Ri(0℃)—鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值,Ω; R式中:Ri(0℃)—鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值,Ω; Ri—第i支鉑電阻溫度計在水三相點時電阻讀數(shù)的平均值,Ω;JJF2188—20254(dR/dt)t=0—在0℃時,電阻值對溫度的變化率,Ω/℃。如電測儀表直接顯示溫度,則計算得到其0℃時溫度示值t(0℃)。校準完畢后,將鉑電阻溫度計逐支放入插孔底部,使之盡量保持與底部貼合,插孔如圖2所示(以11孔為例),并明確各插孔編號。俯視圖圖2插孔示意圖7.4.2溫度波動性待冰點恒溫器達到并保持穩(wěn)定狀態(tài)20min后,記錄1插孔鉑電阻溫度計的顯示值,記錄間隔1次/min,共記錄31次。其最大值與最小值的差為溫度波動性。7.4.3孔底溫度記錄全部插孔中鉑電阻溫度計的顯示值,測量順序如下:待電測儀表示值穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。如電測儀表不具有電流換向功能,測量時轉換開關需換向。共循環(huán)4次。7.4.4孔間溫差孔間溫差的校準與孔底溫度的校準同時進行。7.5數(shù)據(jù)處理7.5.1溫度波動性tv=t1tv=t1-t1(2)tv—溫度波動性,℃;t1max—測量溫度波動性時,放入第1個插孔的鉑電阻溫度計測得的最大溫度值,℃;t1min—測量溫度波動性時,放入第1個插孔的鉑電阻溫度計測得的最小溫度值,℃。當電測儀表顯示電阻時:t1=(3)JJF2188—20255t1=(4)式中:R1max—測量溫度波動性時,放入第1個插孔的鉑電阻溫度計測得的最大電阻值,Ω;R1min—測量溫度波動性時,放入第1個插孔的鉑電阻溫度計測得的最小電阻值,Ω。7.5.2孔底溫度當電測儀表顯示溫度時:式中:tbj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計孔底溫度,℃式中:tbj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計孔底溫度,℃;tj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計讀數(shù)平均值,℃;tj(0℃)—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計在0℃時的溫度值,℃。當電測儀表顯示電阻時: j=(6)式中:Rj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計讀數(shù)平均值,Ω;Rj(0℃)—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值,Ω;(dR/dt)t=0℃—在0℃時,電阻值對溫度的變化率,Ω/℃。t=tt=t-t(7)tt )(8)式中式中:t )(9)td—孔間溫差,℃;tb1,tb2,tb3,…—分別為插孔1、2、3、……的孔底溫度,℃。8校準結果表達校準結果應在校準證書上反映。校準證書應至少包括以下信息:a)標題“校準證書”;b)實驗室名稱和地址;c)校準地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標識(如編號),頁碼及總頁數(shù)的標識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識,如型號、生產(chǎn)廠家和序列號等信息;g)校準日期,如果與校準結果有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;JJF2188—20256h)如果與校準結果有效性或應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;j)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明;k)校準環(huán)境的描述,應包括環(huán)境溫度、相對濕度等;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)對校準規(guī)范的偏離的說明;n)校準證書簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;o)校準結果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準,不得部分復制證書的聲明。9復校時間間隔由于復校時間間隔的長短由儀器的使用情況、使用者和儀器本身質(zhì)量等諸多因素決定,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔,建議復校時間間隔一般不超過12個月。JJF2188—20257附錄A冰點恒溫器校準記錄參考格式記錄編號:證書編號:送校單位地址儀器名稱型號出廠編號制造廠校準地點環(huán)境溫度℃環(huán)境相對濕度%校準依據(jù)校準日期復校時間間隔計量標準名稱標準證書號有效日期不確定度或準確度等級或最大允許誤差鉑電阻溫度計在水三相點R(0℃)或t(0℃)(根據(jù)電測儀表顯示值填寫)編號1234平均值t(0℃)/℃R(0℃)/Ω溫度波動性最大值最小值溫度波動性/(℃/30min)孔底溫度和孔間溫差/℃插孔編號123456789101112345678平均值孔底溫度/℃孔底溫度的不確定度U(k=2)/℃孔間溫差/℃校準時插孔內(nèi)注入cm酒精校準核驗JJF2188—20258附錄B冰點恒溫器校準證書內(nèi)頁參考格式校準結果1.插孔示意圖:俯視圖2.校準數(shù)據(jù):插孔編號溫度波動性/(℃/30min)孔底溫度/℃孔底溫度的不確定度U(k=2)/℃:孔間溫差/℃注:校準時插孔內(nèi)注入cm酒精。以下空白JJF2188—20259附錄C冰點恒溫器孔底溫度測量不確定度評定示例C.1被測對象冰點恒溫器。C.2測量標準及其他設備測量標準:水三相點瓶、A級鉑電阻溫度計。電測儀表:電阻測量儀表,測量范圍0Ω~100Ω,最大允許誤差:±(0.0060%讀數(shù)+0.0002%量程)。C.3校準方法以某一插孔為例。按照本規(guī)范對孔底溫度的校準要求,將已校準好的鉑電阻溫度計插入插孔,穩(wěn)定20min,記錄鉑電阻溫度計的測量值,記錄8組數(shù)據(jù)。C.4測量模型tj=(C.1)式中:tbj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計孔底溫度,℃;Rj—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計讀數(shù)平均值,Ω;Rj(0℃)—放入第j個插孔的鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值,Ω;(dR/dt)t=0—在0℃時,電阻值對溫度的變化率,Ω/℃。C.5合成標準不確定度計算公式(C.2)(C.2)c1、c2—靈敏系數(shù);C.6C.6不確定度分量的評定測量不確定度的主要來源:鉑電阻溫度計測量讀數(shù)Rj引入的不確定度u(Rj)、鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值R(0℃)引入的不確定度u[R(0℃)]。C.6.1鉑電阻溫度計測量讀數(shù)Rj引入的不確定度u(Rj)C.6.1.1鉑電阻溫度計測量重復性引入的標準不確定度u1(Rj)用鉑電阻溫度計對冰點恒溫器重復測量10次,測得數(shù)據(jù)為:100.0001Ω、99.9992Ω、99.9979Ω、99.9989Ω、99.9978Ω、99.9993Ω、99.9991Ω、99.9988Ω、100.0002Ω、≈0.0003ΩJJF2188—202510 C.6.1.2電測儀表準確性引入的標準不確定度u2(Rj)電阻測量儀表,測量范圍0Ω~100Ω,最大允許誤差:±(0.0060%讀數(shù)+0.0002%量程),區(qū)間半寬為(0.0060%讀數(shù)+0.0002%量程),按均勻分布處理,k=3,則C.6.1.3低電勢轉換開關寄生電勢引入的標準不確定度u3(Rj)低電勢轉換開關各通道寄生電勢小于0.4μV,換算成電阻值為0.4mΩ,按均勻分布處理,k=3,則C.6.1.4冰點恒溫器的溫度波動性引入的標準不確定度u4(Rj)在30min內(nèi)由冰點恒溫器溫度波動性不超過0.020℃,取區(qū)間半寬為0.010℃,換算成電阻值為0.0039Ω,按均勻分布處理,k=3,則C.6.1.5傳熱引入的標準不確定度根據(jù)經(jīng)驗和試驗可知,冰點恒溫器內(nèi)注入酒精量不同,所造成的溫度測量差值不超過±0.005℃,取區(qū)間半寬為0.005℃,換算成電阻值為0.0020Ω,按均勻分布處理,k=3,則C.6.2鉑電阻溫度計在0℃時的電阻值Rj(0℃)引入的不確定度u[R(0℃)]C.6.2.1鉑電阻溫度計在水三相點瓶中測量重復性引入的標準不確定度u1[R(0℃)]將鉑電阻溫度計放入水三相點瓶中重復讀數(shù)10次,測得數(shù)據(jù):99.9932Ω、99.9935Ω、99.9931Ω、99.9938Ω、99.9943Ω、99.9937Ω、99.9941Ω、99.9934Ω、99.9936Ω、C.6.2.2水三相點瓶復現(xiàn)性引入的標準不確定度u2[R(0℃)]根據(jù)要求,水三相點瓶及保存裝置復現(xiàn)性小于或等于1.0mK,換算成電阻值