JJF(津) 11-2020 气敏传感器测试仪校准规范

气敏传感器测试仪校准规范CalibrationSpecificationforGasSensorTester2020―09―28发布2020―10―20实施天津市市场监督管理委员会发布天津市地方计量技术规范JJF(津)11—2020JJF(津)11—2020归口单位：天津市市场监督管理委员会主要起草单位：天津市计量监督检测科学研究院参加起草单位：北京中聚高科科技有限公司本规范委托天津市计量监督检测科学研究院负责解释气敏传感器测试仪校准规范JJF(津)11-2020CalibrationSpecificationforGasSensorTesterJJF(津)11—2020本规范主要起草人：王志鹏(天津市计量监督检测科学研究院)郭知明(天津市计量监督检测科学研究院)姚尧(天津市计量监督检测科学研究院)参加起草人：孙银合(天津市计量监督检测科学研究院)白玉洁(天津市计量监督检测科学研究院)徐冬梅(北京中聚高科科技有限公司)JJF(津)11－2020I目录引言………………………………………………………………………………………(Ⅱ)1范围…………………………………………………………………………………(1)2概述…………………………………………………………………………………(1)3计量特性……………………………………………………………………………(1)3.1电流输出误差……………………………………………………………………(1)3.2电压输出误差……………………………………………………………………(1)3.3电阻测量误差……………………………………………………………………(1)4校准条件……………………………………………………………………………(1)4.1环境条件…………………………………………………………………………(1)4.2测量标准…………………………………………………………………………(1)5校准项目和校准方法………………………………………………………………(1)5.1校准点的选择……………………………………………………………………(1)5.2电流输出误差或电压输出…………………………………………………………(1)5.3电阻测量误差………………………………………………………………………(2)6校准结果表达……………………………………………………………………(2)7复校时间间隔………………………………………………………………………(3)附录A气敏传感器测试仪校准记录（推荐）………………………………………(4)附录B校准证书内页格式（推荐）…………………………………………………(5)附录C电流输出误差测量不确定度评定……………………………………………(6)附录D电压输出误差测量不确定度评定……………………………………………(8)附录E电阻测量误差测量不确定度评定……………………………………………(10)JJF(津)11－2020II引言本规范依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编写。本规范的制定参考了GB/T15653-1995《金属氧化物半导体气敏元件测试方法》、JB/T11623-2013《平面厚膜半导体气敏元件》等技术标准。本校准规范为首次发布。JJF（津）11—20201气敏传感器测试仪校准规范1范围本规范适用于电阻型半导体气敏传感器测试仪的校准。2概述气敏传感器测试仪（以下简称“仪器”）主要用于测试半导体气敏传感器的性能，如进行灵敏度分析、选择性分析等。仪器主要由气室、测量系统、数据采集与传输系统等组成。3计量特性3.1电流输出误差不超过±2mA。3.2电压输出误差不超过±0.05V。3.3电阻测量误差不超过读数的±0.5%。注：以上指标不用于合格性判别，仅做参考。4校准条件4.1环境条件4.1.1环境温度：（15～35）℃，校准过程中温度变化不超过±2℃。4.1.2相对湿度：≤75%。4.1.3供电电源：交流（220±22）V，（50±0.5）Hz。4.1.4无明显机械振动，无电磁干扰，避免阳光直射被校准仪器。4.2测量标准4.2.1数字多用表最小分辨力：电流≤0.001mA,电压≤0.001mV。最大允许误差：电流±0.01mA，电压±0.01mV。4.2.2电阻箱：0.05级。5校准项目和校准方法5.1校准点的选择一般根据用户的需要选择校准点。如无特殊要求，则在量程范围内均匀选择6个校准点。5.2电流输出误差或电压输出误差JJF（津）11—20202仪器按使用说明书的要求通电预热稳定后，按图1连接数字多用表与仪器。根据校准点调节仪器的输出值，记录数字多用表的示值，重复测量3次，按式（1）计算电流输出误差或电压输出误差。xAAAD=-（1）式中：AD——电流输出误差或电压输出误差，mA或V；xA——仪器的电流或电压输出值，mA或V；A——数字多用表3次测量结果的算术平均值，mA或V。图1仪器电流输出误差校准连接图5.3电阻测量误差仪器按使用说明书的要求通电预热稳定后，按图2连接电阻箱与仪器。根据校准点调节电阻箱的输出电阻值，记录仪器的测量值，重复测量3次，取算术平均值作为仪器的示值，按式（2）计算电阻示值误差。x00100%RRRR-D=´（2）式中：RD——电阻测量误差；0R——电阻箱的输出电阻值，kΩ；xR——仪器的示值，kΩ。图2仪器电阻测量误差校准连接图6校准结果表达校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），页码及总页数的标识；数字多用表仪器电阻箱仪器JJF（津）11—20203e）客户名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的声明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。7复校时间间隔复校时间间隔的长短由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定，送校单位可根据使用情况自主决定复校时间间隔，建议不超过1年。如果对仪器的测量数据有怀疑，或仪器更换主要部件及维修后，应对仪器重新校准。——————————JJF（津）11—20204附录A气敏传感器测试仪校准记录(推荐)委托单位：证书编号：仪器名称：仪器型号：生产厂家：出厂编号：校准日期：校准地点：校准环境温度：相对湿度：校准依据：校准设备：A.1电流输出误差或电压输出误差测量范围仪器输出值数字多用表测量值平均值示值误差校准结果的不确定度A.2电阻测量误差测量范围电阻箱输出值（kΩ）仪器测量值（kΩ）平均值（kΩ）示值误差（%）校准结果的不确定度校准员：核验员：JJF（津）11—20205附录B校准证书内页格式（推荐）证书编号××××—××××校准结果1.电流输出误差或电压输出误差测量范围仪器输出值数字多用表测量值示值误差校准结果的不确定度2.电阻测量误差测量范围（kΩ）电阻箱输出值（kΩ）仪器测量值（kΩ）示值误差（%）校准结果的不确定度以下空白第×页共×页JJF（津）11—20206附录C电流输出误差测量不确定度评定C.1概述测量标准：数字多用表。被测对象：气敏传感器测试仪。测量过程：仪器按使用说明书的要求通电预热稳定后，连接数字多用表与仪器，对20mA校准点进行测量。C.2测量模型xAAAD=-式中：AD——电流输出误差，mA；xA——仪器的电流输出值，mA；A——数字多用表3次测量结果的算术平均值，mA。根据测量模型，合成标准不确定度的计算公式为：2222c1x20()uAcucuD=+灵敏系数：1x1AcA¶D==¶21AcA¶D==-¶C.3标准不确定度C.3.1输入量xA的标准不确定度xu的评定C.3.1.1由仪器分辨力引入的标准不确定度分量x1u仪器电流输出分辨力1mA，设读数变化区间的半宽为分辨力的一半，其概率分布为均匀分布，包含因子3=k，则其标准不确定度分量x11mA0.28923u==´mA。C.3.1.2由测量重复性引入的标准不确定度分量x2u在重复性条件下测量其输出电流20mA校准点，测量结果见表C.1。表C.1测量结果单位：mA输出值测量值2019.89719.89919.89719.89719.89719.89819.89919.89819.89919.899由贝塞尔公式计算其标准差21()0.000943mA1niixxsn=-==-å。在实际测量中，取3次测量结果的算术平均值作为最终测量结果，故标准不确定度JJF（津）11—20207分量x20.000545mA3su==。由重复性引入的不确定度分量包含了分辨力的影响，为了避免重复，输入量xA的标准不确定度取x1u与x2u的较大者。因此，x0.289u=mA。C.3.2输入量A的标准不确定度0u的评定在测量输出电流时，根据校准证书，数字多用表在20mA校准点的误差为2×10-3mA，其概率分布为均匀分布，包含因子3=k，则其标准不确定度分量301015.1-´=umA。C.4合成标准不确定度2222c1x20()0.289uAcucuD=+=mAC.5扩展不确定度取包含因子k=2，则扩展不确定度为：U=0.6mA，k=2。JJF（津）11—20208附录D电压输出误差测量不确定度评定D.1概述测量标准：数字多用表。被测对象：气敏传感器测试仪。测量过程：仪器按使用说明书的要求通电预热稳定后，连接数字多用表与仪器，对5V校准点进行测量。D.2测量模型xAAAD=-式中：AD——电压输出误差，V；xA——仪器的电压输出值，V；A——数字多用表3次测量结果的算术平均值，V。根据测量模型，合成标准不确定度的计算公式为：2222c1x20()uAcucuD=+灵敏系数：1x1AcA¶D==¶21AcA¶D==-¶D.3标准不确定度D.3.1输入量xA的标准不确定度xu的评定D.3.1.1由仪器分辨力引入的标准不确定度分量x1u仪器电压输出分辨力0.01V，设读数变化区间的半宽为分辨力的一半，其概率分布为均匀分布，包含因子3=k，则其标准不确定度分量x10.01V0.00289V23u==´。D.3.1.2由测量重复性引入的标准不确定度分量x2u在重复性条件下测量其输出电压5V校准点，测量结果见表D.1。表D.1测量结果单位：V输出值测量值54.9984.9984.9974.9984.9984.9984.9984.9974.9984.998由贝塞尔公式计算其标准差241()4.22101-=-==´-åniixxsnV。在实际测量中，取3次测量结果的算术平均数值作为最终测量结果，故标准不确定度分量4x22.4410V3-==´su。由重复性引入的不确定度分量包含了分辨力的影响，为JJF（津）11—20209了避免重复，输入量xA的标准不确定度取x1u与x2u的较大者。因此，x0.00289Vu=。D.3.2输入量A的标准不确定度0u的评定在测量输出电压时，根据校准证书，数字多用表在5V校准点的误差为3110V-´其概率分布为均匀分布，包含因子3=k，则其标准不确定度分量405.810Vu-=´。D.4合成标准不确定度22221x20()0.0029cuAcucuD=+=VD.5扩展不确定度取包含因子k=2，则扩展不确定度为：U=0.006V，k=2。JJF（津）11—202010附录E电阻测量误差测量不确定度评定E.1概述测量标准：电阻箱。被测对象：气敏传感器测试仪。测量过程：仪器按使用说明书的要求通电