中华人民共和国国家计量技术规范

'JJF中华人民共和国国家计量技术规范JJFＸＸ-2010表面温度计校准规范（征求意见稿）CalibrationSpecificationfortheSurfaceThermometer2010-ＸＸ-ＸＸ发布2010-ＸＸ-ＸＸ实施国家质量监督检验检疫总局发布PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010表面温度计校准规范JJFＸＸ－2010CalibrationSpecification代替JJG364－1994fortheSurfaceThermometer本规范经国家质量监督检验检疫总局2010年月日批准，并自2010年月日起实施。归口单位：全国温度计量技术委员会起草单位：沈阳计量测试院本规范由全国温度计量技术委员会负责解释PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010本规范主要起草人：罗涛（沈阳计量测试院）周正（沈阳计量测试院）参加起草人：邢波（中国计量科学研究院）于敏（大连市计量检定测试所）张弓（沈阳计量测试院）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010目录1范围…………………………………………………………………………………（1）2引用文献……………………………………………………………………………（1）3概述……………………………………………………………………………………（1）4计量特性………………………………………………………………………………（1）4.1功能性检查…………………………………………………………………………（1）4.2安全性能检查………………………………………………………………………（2）4.3示值误差……………………………………………………………………………（2）5校准条件………………………………………………………………………………（3）5.1环境条件……………………………………………………………………………（3）5.2校准设备……………………………………………………………………………（3）6校准项目和校准方法………………………………………………………………（3）6.1外观检查…………………………………………………………………………（3）6.2显示功能检查……………………………………………………………………（4）6.3绝缘电阻检查……………………………………………………………………（4）6.4绝缘强度检查……………………………………………………………………（4）6.5示值误差校准……………………………………………………………………（4）6.6倾斜影响……………………………………………………………………………（5）7校准结果表达………………………………………………………………………（5）7.1校准记录……………………………………………………………………………（5）7.2校准结果处理………………………………………………………………………（5）8复校时间间隔…………………………………………………………………………（5）附录A校准记录参考格式………………………………………………………………（6）附录B校准证书内页格式………………………………………………………………（7）附录C测量结果不确定度分析实例……………………………………………………（8）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010表面温度计校准规范1范围本规范适用于新制造、使用中和修理后的测温范围为室温~400℃，以热电偶、热电阻为感温元件的表面温度计的校准。其他类型的表面温度计可参照本规范进行校准。2引用文献JJG364-1994表面温度计检定规程JJF1001-1998通用计量术语及定义JJF1059-1999测量不确定度评定与表示GB/T13639-2008工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3概述表面温度计（以下简称温度计）主要用于测量静态或移动物体的表面温度。温度计由热电偶或热电阻和指示仪表组成。指示仪表按照表示形式的不同，可分为指针式和数字式两种。采用指针式指示仪表时，为补偿热电偶参考端温度不为0℃时的影响，在温度计手柄处装有温度补偿元件。数字式指示仪表一般有热电偶参考端温度补偿装置。4计量特性4.1功能性检查4.1.1外观温度计的外形结构应完好，表面不应有明显的凹痕、外伤、裂缝和变形等现象，温度计电路连接部分的极性应正确，接触应良好；机械连接部分应牢固可靠，活动部分应转动自如。指示仪表不应有影响读数的缺陷。数字式指示仪表说明功能的文字符号、标志、图形、数字和物理量代号等应符合相应的标准，并应清晰、端正。各部位开关、按键操作应灵活可靠。指针式指示的温度计仪表的刻线应清晰，应标有温度单位“℃”。表面热电偶的测量端应焊接牢固，并处于中心位置，其偏移不得大于2mm，焊点表面应平滑，无气孔；电极不应有锈蚀、腐蚀、严重磨损及其它机械损伤。温度计倾斜时内部不应有零件松动的响声。在温度计的明显处应标有制造厂名(或商标)，计量器具生产许可证号，温度计型号与准确度等级，温度计编号和出厂日期。4.1.2显示功能数字式指示的温度计，其显示功能的检查，应在电源接通情况下进行。温度计显示数字及图像应清晰、无叠字，亮度应均匀，不应有缺笔画或无测量单位等现象，小数点和状态显示应正确。当超出测量范围或传感器发生故障时，应显示过载及相应符号。有些温度计还应具有相应的显示功能：如欠电压指示/报警、最大值/最小值记忆、华氏/摄氏温度转换、显示分辨力转换、复位、通讯、记录等。各开关旋钮在规定的状态时，应具有相应的功能。1PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010指针式指示的温度计，指示仪表补偿起点为30℃，此时感温元件与补偿热电偶均处于相同的室温下，调节器应能保证指针左右移动10℃。4.2安全性能检查4.2.1绝缘电阻在环境温度为（20±5）℃，相对湿度不大于80％的条件下，温度计的传感器热电极－保护管、传感器－电源端子、电源端子－外壳之间的绝缘电阻应不低于20MΩ。注：该项目只对使用交流电源供电的温度计进行检查。4.2.2绝缘强度在环境温度为（20±5）℃，相对湿度不大于80％的条件下，温度计的电源端子－外壳、传感器－电源端子之间施加表1所规定的频率50Hz的试验电压，保持1min，应无击穿、电晕和火花，温度计应能正常工作。表1试验电压温度计端子标称电压（V）试验电压（V）0＜U＜6050060≤U＜1301000130≤U＜2501500注：该项目只对使用交流电源供电的温度计进行检查。4.3示值误差被校温度计的示值与实际温度的差值为温度计的示值误差。4.3.1数字式指示的温度计的最大允许误差用下列两种形式之一表示。4.3.1.1以与被测量值有关的输出量程和量化单位表示D＝±（a％FS＋bd）（1）max式中：D－最大允许测量误差，℃（应化整到末位数与分辨力相一致）；maxa－指示仪表的准确度等级；b－在数字化过程中产生的量化误差，一般为1；d－输出信息末位1个字所表示的值，℃；FS－温度计的量程，℃。4.3.1.2直接以被测量值误差表示D=±K（2）max式中：K－示值允许的绝对误差值，℃。注：也可参照说明书的要求。4.3.2指针式指示的温度计的最大允许误差用下列两种形式之一表示。4.3.2.1以与被测量值有关的输出量程表示D＝±a％FS（3）max式中：D－最大允许误差，℃；maxa－显示仪表的准确度等级；FS－温度计的量程，℃。2PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－20104.3.2.2直接以被测量值误差表示D=±K（4）max式中：K－示值允许的绝对误差值，℃。注：也可参照说明书的要求。4.4倾斜影响当指针式指示的温度计，自规定工作位置向任何方向倾斜45°时，其示值变化不应超过其最大允许误差。5校准条件5.1环境条件环境温度：（20±5）℃；相对湿度：≤80％；校准实验室内空气无明显流动，环境温度相对稳定，除表面温度校准装置外无其他有影响的冷热源；除地磁场外，无影响仪表正常校准的外磁场；电源电压变化不超过额定电压的±1%；电源频率变化不超过额定频率的±1%。注：如校准用仪器设备规定了正常使用的环境条件，应符合其规定。5.2校准设备选用的原则为：校准时，由表面温度校准装置及相关设备引入的扩展不确定度U(=2)应小于被校准温度计允许误差的1/3。5.2.1表面温度校准装置（以下简称校准装置）2校准装置的最高使用温度不低于400℃，在其表面热板中心位置具有不小于Ф90mm的等温面,热板表面应平整光滑，无油垢和灰尘等物质，不允许有影响测量准确度的表面氧化。校准装置温度传感器的准确度等级不低于工业A级铂热电阻，传感器在表面热板上沿等温面敷设时不应破坏热板的温场。校准装置的均匀性、稳定性、允许误差见表2。表2校准装置技术指标技术指标均匀性/℃稳定性/℃允许误差/℃温度范围℃室温＜t≤200＜1.0±0.3/10min±0.5200＜t≤400＜2.0±0.3/10min±1.05.2.2贴附温度计分度值或分辨力不低于0.1℃，测量范围为（0~50）℃。5.2.3绝缘电阻表供电电源为50V～250V范围内的温度计，选用额定直流电压为500V的绝缘电阻表；供电电源小于50V的温度计，选用额定直流电压为100V的绝缘电阻表。准确度等级10级。5.2.4耐压试验仪输出电压：交流（0～1500）V；输出频率：50Hz；输出功率：不低于0.25kW。6校准项目和校准方法6.1外观检查温度计的外观用目测法检查，应符合4.1.1的规定。使用中和修理后的温度计，允许有不影响使用和准确读数的缺陷。3PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－20106.2显示功能检查按照温度计的说明书检查其所具有的功能。可在示值误差的校准中同时进行。应符合4.1.2的规定。6.3绝缘电阻检查温度计电源开关处于接通位置，将各电路本身端钮短路。按4.2.1条规定的部位进行测量，测量时，应稳定5s，读取绝缘电阻值。6.4绝缘强度检查温度计电源开关处于接通位置，将各电路本身端钮短路，按4.2.2条规定的部位，在耐电压试验仪上进行测量。测量时，试验电压应从零开始增加，在（5～10）s内平滑均匀地升至试验电压规定值（误差不大于10％），保持1min后，平滑均匀地降低电压至零，切断试验电源。6.5示值误差校准6.5.1校准点选择校准点应均匀分布在整个测量范围的整十或整百度点上，包括测量范围上、下限在内，不得少于3个点。在特殊情况下，可根据用户要求选择校准点。6.5.2预热数字式指示的温度计在校准前应预热15min以上。也可参照说明书的规定预热。6.5.3校准步骤6.5.3.1温度计的感温元件在校准前应进行清洁处理，去掉氧化膜、油垢和灰尘等影响测温准确度的物质。当感温元件的测量端有氧化膜覆盖时，可用浸过煤油的脱脂棉球蘸氧化铬擦磨测量端，然后再用航空煤油擦洗测量端2～3次，并用酒精棉球擦洗测量端，直至测量端无任何污物为止。6.5.3.2在温度计处于正常工作位置时，对于指针式仪表，将指针调到30℃；对于数字式仪表，将电源开关置于接通位置。6.5.3.3温度计的示值误差校准在校准装置上用比较法进行。待校准装置的温度上升到所需要的校准温度，其偏离不得超过±2℃，在温度计处于正常工作位置时，将其测量端放在校准装置符合均匀性要求的等温面上，（温度计测量端与等温面的接触长度不得小于10mm），将温度计的测量端紧密地压在等温面上，使温度计的测量端与等温面充分、紧密接触。待校准装置及温度计示值稳定后，记下校准装置及温度计的读数。在读数时，对指针式仪表要轻敲表壳。6.5.3.4将贴附温度计握于手中5min后记录手温。6.5.3.5重复上述步骤，每个校准点的读数不得少于2次。在校准过程中，环境条件应符合5.1条规定。6.5.4示值误差的计算6.5.4.1数字式指示的表面温度计示值误差按下式计算：t=t＋Dt（5）实标修Dt=t-t（6）被实式中：Dt——被校温度计的示值误差，℃；t被——被校温度计的示值平均值，℃；t实——校准装置实际温度，℃；t标——校准装置的示值平均值，℃；4PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010Dt修——校准装置的温度修正值，℃。6.5.4.2指针式指示的表面温度计示值误差按下式计算：t=t＋Dt（7）实标修，Dt=t-t（8）被实，t=t+(t-30℃)（9）被示参，式中：t——被校温度计的温度，℃；被t示——被校温度计的示值平均值，℃；t参——由贴附温度计测得的被校温度计参考端温度，℃。Dt、t、t、Dt同上。标实修6.5.5数据修约对于数字式指示的温度计，依据分辨力的不同，采用相应的修约原则对数据进行修约。Dt可修约至与被校温度计的分辨力相一致。6.6倾斜影响指针式指示的温度计在起始点前、后、左、右倾斜45°，其示值变化应符合4.4条规定。7校准结果表达7.1校准记录校准记录参考格式见附录A。7.2校准结果的处理校准结果应在校准证书或校准报告上反映。校准证书内页格式见附录B。8复校时间间隔温度计的复校时间间隔可根据具体使用情况由用户确定，建议复校时间间隔最长不超过1年。5PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010附录A校准记录参考格式委托单位：型号/规格：测量范围：出厂编号：制造厂：最大允许误差或准确度等级：分辨力：标准器名称：编号：型号：测量范围：准确度等级或不确定度或最大允许误差：有效期：配套设备名称：编号：型号：测量范围：准确度等级或不确定度或最大允许误差：有效期：校准依据校准地点环境温度：℃相对湿度：％证书编号：示值标准装置示值/℃被校温度计示值/℃校准温度/℃12平均值修正值/实际温度//t-30℃参被校温度计的温度/示值误差/12平均值修正值/实际温度//t-30℃参被校温度计的温度//示值误差12平均值修正值/实际温度//t-30℃参被校温度计的温度//示值误差外观：绝缘电阻：绝缘强度：校准员：核验员：校准日期：6PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010附录B校准证书内页格式校准证书编号：校准依据（代号）：标准器或标准装置的名称、编号、证书编号及有效期、准确度等级或不确定度或最大允许误差本次校准结果的扩展不确定度：校准地点及环境条件：校准结果：1.示值误差校准温度/℃示值误差/℃2.外观3.绝缘电阻4.绝缘强度7PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010附录C测量结果不确定度分析实例C.1校准方法本方法用3125型表面温度源作为校准装置，对型号：SWK－2，测量范围：（0-300）℃，分辨力为1℃的数字式表面温度计进行校准。以100℃为例进行测量结果不确定度分析。由表面温度校准装置校准证书可知：100℃时，U=0.7℃，k=2。C.2数学模型Dt=t-t-Dt（1）被标修式中：Dt——被校温度计的示值误差，℃；t——被校温度计的示值平均值，℃；被t——校准装置的示值平均值，℃；标Dt——校准装置的温度修正值，℃。修C.3灵敏系数¶Dt¶Dt¶Dtc1==1c2=＝-1c3==-1¶t¶t¶Dt被标修C.4输入量的标准不确定度C.4.1输入量t被的标准不确定度u(x1)评定输入量t的不确定度来源主要是测量重复性。测量重复性包含了表面温度计自身的短被期不稳定性和分辨力影响。采用A类方法进行评定。选三台足够稳定的表面温度计（编号为1#，2#，3#）作为被校对象，一周时间内在100℃重复测量，各得到10个观测值，见表C.1。表C.1重复测量得到的观测值/℃100读数次数1#2#3#110010210221011021023101102102410110210251001031026100103102710010310181001021019100102101101001031018PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010表C.1(续)100读数次数1#2#3#10()2åxi-x0.480.520.52i=1Sk=9合并以上样本偏差得到：312Sp=åsk=0.51℃3k=1获得了各点的合并样本偏差Sp以后，所建立的校准装置在实际校准中对被测量进行2次重复测量，以2次测量的平均值作为测量结果，所以u(x)=0.51/2=0.36℃1v(x)=271C.4.2输入量t标的标准不确定度u(x2)评定输入量t的不确定度来源于表面温度校准装置的温场不均匀性和表面温度校准装置的标稳定性。C.4.2.1表面温度校准装置的温场不均匀性引入的标准不确定度u(x)21100℃时，表面温度校准装置的表面热板温场不均匀性不大于1.0℃，按均匀分布：u(x)=1.0/3=0.58℃211估计不可靠程度为10%，则自由度v(x)==5021()22´10%C.4.2.1表面温度校准装置的稳定性引入的标准不确定度u(x)22表面温度校准装置稳定性为±0.3℃，则区间半宽a＝0.3℃，按均匀分布：u(x)=0.3/3=0.17℃221估计不可靠程度为10%，则自由度v(x)==5022()22´10%C.4.2.3输入量t标的标准不确定度u(x2)由于输入量t各分量之间，彼此相互独立，因此标22u(x)＝u(x)+u(x)=0.60℃221229PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－201044u(x)0.602v(x)===6624444u(x)u(x)0.580.172122++n(x)n(x)50502122C.4.3输入量Dt修的标准不确定度u(x3)评定由表面温度校准装置的温度修正值引入的不确定度。由上级传递的校准证书得到，表面温度校准装置在100℃点上的测量不确定度U=0.7℃，k=2,则u(x)=0.7/2=0.35℃3估计不可靠程度为10%，则自由度；1v(x)==50322´(10%)C.4.4标准不确定度分量汇总输入量的标准不确定度汇总表见表C.2表C.2标准不确定度汇总标准不确定度不确定度来源标准不确定度灵敏系数cu(x)viii/℃u(x)cii/℃测量重复性0.3610.3627u(x)1u(x)0.60662表面温度校准装置u(x)0.58-10.605021温场不均匀性表面温度校准装置u(x)0.175022稳定性表面温度校准装置u(x3)0.35-10.3550的温度修正值C.5计算合成标准不确定度uc(Dt)和有效自由度veff由于输入量t、t、Dt之间，彼此独立不相关，因此合成标准不确定度被标修222222u(Dt)=cu(x)+cu(x)＋cu(x)=0.78℃c1122334()4ucDt0.78n===129eff4()4()4()444uxuxux0.360.600.35123+＋++n(x)n(x)v(x)276650123C.6计算扩展不确定度U9510PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com JJFＸＸ－2010取置信概率P=95%，按veff=100查t分布表，得包含因子：k95=t95(100)=1.984，则表面温度计在100℃的扩展不确定度：U=1.984×u(Dt)=1.984×0.78=1.6℃95cv=129eff11PDFcreatedwithpdfFactorytrialversionwww.pdffactory.com'