JJF(赣) 018-2021 工业测温系统校准规范

江西省地方计量技术规范JJF（赣）018－2021工业测温系统校准规范CalibrationSpecificationforIndustrialTemperatureMeasurementSystem2021－04－01发布2021－07－01实施江西省市场监督管理局发布JJF（赣）018－2021工业测温系统校准规范CalibrationSpecificationforIndustrialTemperatureMeasurementSystem本规范经江西省市场监督管理局于2021年4月1日批准，并自2021年7月1日起施行。归口单位：江西省市场监督管理局主要起草单位：江西省计量测试研究院参加起草单位：南昌大学本规范委托江西省计量测试研究院负责解释JJF（赣）018－2021JJF（赣）018－2021本规范主要起草人：李丹丹（江西省计量测试研究院）陶进（江西省计量测试研究院）何英（江西省计量测试研究院）参加起草人：周俊（江西省计量测试研究院）洪玲（江西省计量测试研究院）李扬（江西省计量测试研究院）张莹（南昌大学）JJF（赣）018－2021Ⅰ目录引言……………………………………………………………………………………………（Ⅱ）1范围………………………………………………………………………………………（1）2引用文件…………………………………………………………………………………（1）3概述………………………………………………………………………………………（1）4计量特性…………………………………………………………………………………（1）5校准条件…………………………………………………………………………………（2）6校准项目和校准方法……………………………………………………………………（3）7校准结果表达……………………………………………………………………………（4）8复校时间间隔……………………………………………………………………………（4）附录A校准记录参考格式…………………………………………………………………（5）附录B校准证书内页参考格式……………………………………………………………（6）附录C示值误差测量不确定度评定示例…………………………………………………（7）JJF（赣）018－2021Ⅱ引言本规范是以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》、JJF1007-2007《温度计量名词术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规范进行编写的。本规范为首次发布。JJF（赣）018－20211工业测温系统校准规范1范围本规范适用于温度范围为(-90～600)℃的工业测温系统（以下简称测温系统）的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1030-2010恒温槽技术性能测试规范JJF1257-2010干体式温度校准器校准方法JJF1379-2012热敏电阻测温仪校准规范JJF1664-2017温度显示仪校准规范凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。3概述工业测温系统被广泛应用在工业生产过程中的温度测量，它主要由测温传感器（含热电阻、热敏电阻、热电偶等）和显示终端两部分组成。工作原理是利用温度传感器的输出电阻值或输出热电势值随温度变化而发生变化的特性，经相应电路（包括运算放大器、微处理器等）处理后，在温度二次仪表或电脑等终端显示出相应温度。4计量特性4.1示值误差分辨力为0.1℃时：测温系统的示值误差不超过±0.5℃分辨力为1℃时：测温系统的示值误差不超过±2℃4.2稳定性温度稳定性：分辨力0.1℃：不大于0.2℃/10min分辨力1℃：不大于1℃/10min注：1.对计量特性另有要求的温度测温系统，按有关技术文件规定的要求进行校准。2.以上两项指标要求不用于合格性判断，仅供参考。JJF（赣）018－202125校准条件5.1环境条件5.1.1环境温度：（15～35）℃；5.1.2相对湿度：不大于85%；5.1.3当电测设备对环境条件另有要求时，应满足其规定要求。注：如不能满足上述条件应考虑由此引入的不确定度。5.2供电电源供电电源应符合被校测温系统、测温标准及配套设备的正常工作要求。5.3测量标准及其他设备可选用表1所列的测量标准及其他设备组成测温系统校准用计量标准装置，计量标准装置引入的扩展不确定度（k=2）应不超过被校测温系统最大允许误差绝对值的1/3。表1测量标准及其他设备序号仪器设备名称技术要求用途备注1标准铂电阻温度计二等及以上测量标准标准器（也可以使用准确度等级不低于表中技术要求的其他标准器）2电测设备0.005级及以上与标准铂电阻温度计配套使用3标准水银温度计测量范围：（-60～300）℃测量标准4恒温槽温度范围：（-30～300）℃工作区域最大温差：0.04℃温度波动性：0.03℃/10min提供恒定温度源其他设备（根据不同的校准温度范围，可选择与其相对应满足该技术要求的恒温设备）5干体式温度校准器温度范围：（-90～700）℃温度波动度：±0.03℃/10min孔间温差：0.06℃JJF（赣）018－202136校准项目和校准方法6.1校准前的准备通过目测观察被校测温系统外形结构是否完好，外接传感器引线应接触良好，数字显示值应清晰，不应有叠字、缺笔画等影响读数的缺陷，小数点与状态显示应正确。6.2示值误差的校准6.2.1校准点的选择校准点的选择：按被校测温系统的实际使用范围均匀选择校准点，一般不少于3个校准点，包括上下限附近和中间温度点，也可根据客户要求选择校准点。6.2.2示值误差的校准方法选择与校准点温度相对应的温度源，将测量标准和被校测温系统的温度传感器垂直插入温度源内，温度源温度恒定在被校温度点时，且温度源实际温度（以测量标准示值为准）偏离校准点不超过±0.2℃，读取并记录测量标准和被校测温系统的示值，按标准→被校→被校→标准的顺序读数2次，取2次读数平均值计算测温系统的示值误差。6.2.3示值误差计算示值误差计算见式（1）：△t=𝑡-(𝑡0+x)（1）式中：△t——测温系统示值误差，℃；𝑡——测温系统读数平均值，℃；𝑡0——标准器读数平均值，℃；x——标准器修正值，℃。注：当标准器为标准铂电阻温度计时，标准器修正值可忽略。6.3稳定性的校准稳定性校准与示值误差的校准同时进行，校准时温度点可选为中间点，也可以根据用户的要求来选择。当恒温源温度达到稳定后，记录10min内被校测温系统的最大示值和最小示值，计算其差值即稳定性：△tf=tmax-tmin（2）JJF（赣）018－20214式中：△tf——稳定性，℃；tmax——被校测温系统的最大示值，℃；tmin——被校测温系统的最小示值，℃。7校准结果表达7.1校准记录格式见附录A。7.2校准完成后，按照本规范给出校准结果，出具相应的校准证书，校准证书内页格式见附录B。7.3校准结果的不确定度评定参照附录C。8复校时间间隔建议复校时间间隔不超过1年。JJF（赣）018－20215附录A校准原始记录参考格式委托单位记录编号委托者地址被校样品器具名称型号规格制造厂出厂编号标准器器具名称不确定度/准确度等级/最大允许误差型号规格/编hhhaohh号标准器证书号及有效期校准依据JJF（赣）××××-××××《工业测温系统校准规范》校准地点温度℃湿度%RH其它外观：□符合要求□不符合要求不符合说明：校准点/℃标准器示值/℃被校测温系统示值/℃测温系统示值误差/℃12平均值修正值实际值12平均值修正值实际值12平均值修正值实际值不确定度稳定性℃tmax-tmin校准员核验员校准日期年月日JJF（赣）018－20216附录B校准证书内页参考格式以下空白校准点/℃实际温度值/℃被校测温系统示值/℃示值误差/℃稳定性/℃示值误差/℃校准结果不确定度（k=2）JJF（赣）018－20217附录C示值误差测量不确定度评定示例C.1被校对象工业测温系统，温度显示的分辨力为0.1℃。C.2测量标准计量标准为二等标准铂电阻温度计，配套设备为准确度0.005级（电阻测量档）的高精密测温仪及便携式恒温槽。C.3评定模型C.3.1测量模型工业测温系统示值误差的测量模型为：△t=𝑡-𝑡0式中：△t——测温系统示值误差，℃；𝑡——测温系统读数平均值，℃；𝑡0——标准器读数平均值，℃；C.3.2灵敏系数𝑡的灵敏系数：C1=∂△t/∂𝑡=1𝑡0的灵敏系数：C2=∂△t/∂𝑡0=-1C.3.3方差：方差公式为𝑢c2(△t)=C12𝑢2(𝑡)+C22𝑢2(𝑡0)C.4标准不确定度来源C.4.1输入量𝑡引入的标准不确定度u(𝑡)a)被校测温系统测量重复性引入的标准不确定度u1（𝑡）;b)被校测温系统显示分辨力引入的标准不确定度u2（𝑡）;JJF（赣）018－20218c)恒温槽温场不均匀性引入的标准不确定度u3（𝑡）;d)恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u4（𝑡）。C.4.2输入量𝑡0引入的标准不确定度u(𝑡0)a)二等标准铂电阻温度计及电测设备溯源引入的标准不确定度u1(𝑡0)；b)二等标准铂电阻温度计及电测设备稳定性引入的标准不确定度u2(𝑡0)。C.5标准不确定度的评定C.5.1u(𝑡)的评定C.5.1.1u1（𝑡）的评定在重复性条件下，对被校测温系统在100℃时进行10次测量，得到测量值分别为：100.0℃,100.0℃,99.9℃,100.0℃,100.0℃,100.0℃,100.1℃,100.0℃,100.0℃,100.0℃。平均值为100.00℃，则单次测量的标准偏差为s=(ti−𝑡)210i=1n−1=0.045℃实际测量中以2次测量值的平均值作为测量结果，则u1（𝑡）=0.045/2=0.032℃C.5.1.2u2（𝑡）的评定被校测温系统显示仪表读数分辨力为0.1℃，不确定度区间半宽为0.05℃，服从均匀分布，则u2（𝑡）=0.05/3=0.029℃分辨力引入的不确定度分量小于重复性引入的不确定度分量，由于重复性分量中已经包含分辨力对测得值的影响，因此不再考虑分辨力所引入的不确定度分量C.5.1.3u3（𝑡）的评定便携式恒温槽温场不均匀性为0.04℃，服从均匀分布，则u3（𝑡）=0.04/3=0.023℃C.5.1.4u4（𝑡）的评定便携式恒温槽的温度波动性为0.06℃/10min，不确定度区间半宽为0.03℃，服从反正弦分布，则u4（𝑡）=0.03/2=0.021℃JJF（赣）018－20219C.5.2u(𝑡0)的评定C.5.2.1u1(𝑡0)的评定标准铂电阻温度计及配套设备在100℃的扩展不确定度为U=0.04℃，k=2，则：u1（𝑡0）=0.04/2=0.02℃C.5.2.2u2(𝑡0)的评定标准铂电阻温度计及配套设备在100℃其稳定性变化不超过±0.02℃，则区间半宽为0.02℃，按均匀分布处理，k=3，得：u2（𝑡0）=0.02/3=0.012℃C.6标准不确定度分量汇总表不确定度分量汇总表序号不确定度来源符号类别标准不确定度℃1被校示值重复性u1（t）A0.0322恒温槽温场不均匀性u3（t）B0.0233恒温槽温度波动性u4（t）B0.0214标准器溯源u1（t0）B0.0205标准器稳定性u2（t0）B0.012C.7合成标准不确定度输入量彼此之间相互独立，则合成标准不确定度为uc=𝑢12(𝑡)+𝑢32𝑡+𝑢42𝑡+𝑢12(𝑡0)+𝑢22𝑡0≈0.050℃C.8扩展不确定度取包含因子k=2，则扩展不确定度为U=k×uc=2×0.050℃=0.1℃