JJF(鲁) 137-2022 表面温度源校准规范

1、山东省地方计量技术规范JJF（鲁） 1372022表面温度源校准规范Calibration Specification for Surface Temperature Sources20220624发布20220701实施山 东 省 市 场 监 督 管 理 局发 布JJF（鲁） JJF（鲁） 1372022JJF(鲁)JJF(鲁)1372022Calibration Specification for Surface Temperature Sources归口 单位山省温度计技术员会主起草位：青市计技术究院参加起草单位：威海市产品质量标准计量检验研究院本规范主要起草人：郭沈辉（青岛市计量技术研

2、究院） 尹遵义（山东省计量科学研究院） 李 莉（青岛市计量技术研究院）参加起草人：张琳青岛计量术研院） 尹跃山东计量学研院）王玲（海市品质标准量检研究） 于龙昆山立知密仪有限司）目录 HYPERLINK l _bookmark0 引言（II） HYPERLINK l _bookmark1 1 范围（1） HYPERLINK l _bookmark2 引用文件（1） HYPERLINK l _bookmark3 名词术语（1） HYPERLINK l _bookmark4 工作区域（1）温度均匀性（1） HYPERLINK l _bookmark5 温度稳定性（1） HYPERLINK l _b

3、ookmark6 温度示值误差（1） HYPERLINK l _bookmark7 4 概述（1） HYPERLINK l _bookmark8 计量特性（2） HYPERLINK l _bookmark9 校准条件（2） HYPERLINK l _bookmark10 环境条件（2） HYPERLINK l _bookmark11 测量标准及其他设备（2） HYPERLINK l _bookmark12 校准项目和校准方法（3） HYPERLINK l _bookmark13 校准项目（3） HYPERLINK l _bookmark14 校准方法（3） HYPERLINK l _bookm

4、ark15 数据处理（5） HYPERLINK l _bookmark16 温度均匀性（5） HYPERLINK l _bookmark17 温度稳定性（5） HYPERLINK l _bookmark18 温度示值误差（6） HYPERLINK l _bookmark19 校准结果的表达（6） HYPERLINK l _bookmark20 复校时间间隔（7） HYPERLINK l _bookmark21 附录A HYPERLINK l _bookmark22 表面温度源校准原始记录（8） HYPERLINK l _bookmark23 附录B 表面温度源温度均匀性校准结果的不确定度评定示

5、例（10） HYPERLINK l _bookmark23 附录C 表面温度源温度稳定性校准结果的不确定度评定示例（12） HYPERLINK l _bookmark23 附录D 表面温度源温度示值误差校准结果的不确定度评定示例（14）I引言JJF JJF JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示共同构成支撑校准规范制订工作的基础性系列规范。本规范为首次发布。IIJJF（鲁） JJF（鲁） 1372022表面温度源校准规范范围本规范适用于温度范围为（30400）的表面温度源的校准，其他通过表面加热提供热源的仪器设备也可以参照本校准规范。引用文件本规范引用了下列文件：JJF 1101

6、-2019 环境试验设备温度、湿度参数校准规范JJF 1257-2010 干体式温度校准器校准规范JJF 1409-2013 表面温度计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；凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。名词术语下列术语和定义适用于本规范。working space表面温度源金属加热板上符合温度均匀性和温度稳定性要求的区域为工作区域。temperature uniformity稳定状态下，表面温度源在工作区域内任意温度点与几何中心点最大温度差值的绝对值。temperature stability稳定状态下，在规定的时间间隔内，表面温度

7、源工作区域内温度随时间的变化量。temperature indication error稳定状态下，表面温度源显示温度与工作区域几何中心点温度之差。概述表面温度源一般由金属加热板（以下简称热板）和温度控制器组成。表面温度源使用电加热的方式加热热板，温度控制器能够将热板温度稳定控制在设定温度，提供出温度可1调的稳定、均匀温场。部分表面温度源在热板的底部具有温度测试孔，可以外接温度测量装置。计量特性表面温度源的计量特性包含温度均匀性、温度稳定性和温度示值误差。各计量特性的技术要求见表 1。表1 表面温度源技术要求技术指标温度范围/工作区域温度均匀性/工作区域温度稳定性/（/10min）室温t100

8、0.50.4100t3001.00.6300t4001.51.0注：JJF1409-20135.2.2以上指标要求不用于合格性判断，仅供参考。表面温度源温度示值误差的技术要求可以参照相应的技术说明书。校准条件环境条件环境温度：（235）85%RH结果的环境因素。0.5。测量标准及其他设备温度均匀性的测量标准通常选用配有自重式表面温度传感器的双通道温度测量仪，各通道应采用同种型号规格的表面温度传感器，并能满足相应的校准工作要求。具体技术要求见表 2。温度稳定性和温度示值误差的测量标准通常采用四线制铂电阻温度计及其配套测量仪表，铂电阻温度计外径与表面温度源测2温孔内径之差不超过 0.5mm。无外置

9、温度计插孔的表面温度源，校准时测量标准也可以选用自重式表面温度传感器及配套的温度测量仪。具体技术要求见表 2。表2测量标准技术要求仪器名称技术要求双通道表面温度测量仪（0.01最大允许误差：2.5或0.75%t铂电阻温度计及其配套测量仪表（0.01最大允许误差: （0.10+0.0017|t|)注：测量标准的技术指标为包含传感器和测量设备的整体指标。为测量点温度，单位为；最大允许误差：2.5或0.75%t，二者取最大值。2 所列的标准器，也可以选用符合要求的其他测量标准。校准项目和校准方法校准项目校准项目可以根据被校仪器的用途进行选择，一般包含：温度均匀性、温度稳定性和温度示值误差。对于配置了

10、外插铂电阻温度计测量装置的表面温度源，在对铂电阻温度计测量装置整体校准的情况下，温度示值误差可以不做。校准方法外观表面温度源的外形结构应完好，不应有影响计量性能的缺陷。接通表面温度源的电准确度的表面氧化。校准点的选择校准点一般选择50、100、200、300、400五个温度点，也可以根据用户需要选择常用的温度点。3测量点位置表面温度源的热板平面通常为方形、圆形两种形式。测量点的布置如图1所示。测量点0为表面温度源工作区域几何中心点，其余各测量点均位于有效工作区域内。校准时应给出工作区域几何尺寸的描述。工作区域的界定可以参照说明书也可以按照客户要求。10110120433方形圆形图1 表面温度源

11、校准布点示意图校准过程温度均匀性接通双通道温度测量仪的电源，放置在校准环境中不少于30min，使其参考端温度与面温度传感器A置于测量点0，另一只自重式表面温度传感器B置于测量点1，稳定至少5分A置于测温点B置于测量点量点的温度平均值。以此类推，依次完成其他位置点的测量。取某测量点i与测量点0的最点均匀性的测量。温度稳定性将铂电阻温度计插入表面温度源外部插孔中，温度计测量端与插孔应接触良好，测温点应垂直于金属热板，位于金属热板工作区域几何中心下方，插孔出口缝隙用保温材料堵4严。将表面温度源升温至设定点并达到稳定状态后，连续读数10分钟，取最大测量值和最小测量值的差值作为当前温度点的温度稳定性。不

12、具有外部插孔的表面温度源，可以将自重式表面温度传感器置于测温点0，按照同样的测量方法测得表面温度源的温度稳定性。温度示值误差将铂电阻温度计插入表面温度源外部插孔中，当表面温度源升温至设定值并充分稳定后开始测量，分别记录外插铂电阻温度计测量值以及表面温度源示值，连续读数三次，并分别计算出测量数据的平均值，以表面温度源的显示平均值与测量标准的平均值之差作为温度源该温度点下的温度示值误差。不具有外部插孔的表面温度源，可以将自重式表面温度传感器置于测温点0，按照同样的测量方法测得表面温度源的温度示值误差。数据处理温度均匀性工作区域内的温度均匀性可按公式（1）计算：Tu = i O（1）式中：6Tu 某

13、温度点下，表面温度源的温度均匀性，； i 某温度点下，测量点iO O 的温度测量平均值，。温度稳定性某温度点下表面温度源的温度稳定性按公式（2）计算： = O Oin（2）式中：6T 某温度点下，表面温度源的温度稳定性，；O 某温度点下，中心点0的温度测量最大值，；Oin 某温度点下，中心点0的温度测量最小值。温度示值误差5某温度点下的温度示值误差按公式（3）计算：e = d h + c（3）式中：6Te 某温度点下的表面温度源的温度示值误差，；Td 表面温度源的示值平均值，；Th 标准仪器的测量平均值，；Tc 标准仪器的示值修正值，。校准结果的表达表面温度源经校准后应出具校准证书。校准结果应

14、在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：标题，如“校准证书”；实验室名称和地址；进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；客户的名称和地址；被校对象的描述和明确标识；日期；如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；校准结果及其测量不确定度的说明；对校准规范的偏离的说明；校准证书签发人的签名、职务或等效标识；校准结果仅对被校对象有效的声明；未经实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。6复校时间间隔校准。缩短。7

15、JJF（鲁） JJF（鲁） 1372022附录A表面温度源校准原始记录委托单位/地址：记录编号：仪器名称:生产厂商：型号规格：仪器编号：依据技术文件：环境温度：环境湿度：%RH；校准地点：校准用仪器设备仪器名称型号规格仪器编号测量范围最大允许误差/不确定度证书编号有效期温度均匀性设定点温度：，工作区域：几何中心为原点，测量半径mm测量次数测量点 1测量点 2测量点 3测量点 4TO/T1/TO/T2/TO/T3/TO/T4/1234i O6Tu图 A.1 传感器布点示意图8温度稳定性温度点/O/TOin/6T/（/10min）50100200300400温度示值误差校准点/表面温度源显示值标准

16、器测量值标准器修正值温度误差Td /Th/Tc/6Te/112233dh校准结果单位/温度校准点温度均匀性不确定度 U（k=2）温度稳定性不确定度 U（k=2）温度示值误差不确定度U（k=2）50100200300400校准员：核验员：校准日期：9附录B表面温度源温度均匀性校准结果的不确定度评定示例测量方法A B 置于测量15 分钟开始读数，分别读取两只传感器的温度示值。然后交换两只温度传A 1B 0，等待温度重新稳定后， i 0 的最大温度差值的绝对值作为该温度下的温度均匀性。测量模型（B.1）式中：Tu = i O6Tu 表面温度源的温度均匀性，；TiTO 工作区域内测量点i与中心点O的温

17、度差值的绝对值，。不确定度的来源Ti TO 测量重复性引入的不确定度；Ti TO 引入的不确定度。标准不确定度分量计算Ti TO 测量重复性引入的标准不确定度分量u1将表面温度源设定为 200，按照 B1 的测量方法对测量点 i 和测量点 0 的温差测量10 次，得到 s=0.121，则：u1=0.121。Ti TO 引入的标准不确定度分量u2主要包含双通道温度测量仪表（含表面温度传感器）修正值、两个通道存在的温度漂移、显示分辨力、两个测量点温度变化不一致等。双通道温度测量仪表（含温度传感器）修正值引入的标准不确定度u21103性，温度修正值的不确定度大致相同，考虑到溯源时恒温设备存在均匀性问

18、题（估算为0.1，双通道温度测量仪表（含表面温度传感器）修正值引入的不确定度：3u21= 0.1/= 0.0583双通道温度测量仪两个通道之间的温度漂移引入的标准不确定度u22 在2000.1计算，服从均匀分布,则：3u22 = 0.1/= 0.058双通道温度测量仪分辨力引入的标准不确定度u23温度测量仪的分辨力为 0.01，半宽为 0.005，按照均匀分布，3u23 = 0.005/3=0.003表面温度源两个测量点温度变化不一致引入的标准不确定度u24两只自重式表面温度传感器分别位于工作区域中心点和测量点 i，两个测量点的温度变化存在不一致的可能，估算为 0.1，按照均匀分布，则：3u2

19、4 = 0.2/3u22122232u22122232+ u2 + u2 + u2u2 =0.058= 0.101合成标准不确定度标准不确定度汇总表表 B.1 温度均匀性的标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量ui不确定度来源标准不确定度ui值/u1测量重复性0.121u2双通道温度测量仪修正值0.058双通道温度测量仪两个通道之间的温度漂移0.058双通道温度测量仪分辨力0.003两个测量点温度变化不一致0.058合成标准不确定度计算11u2u2 + u212uc = 0.16取包含因子 k =2,则 U = k uc = 0.32。12附录C表面温度源温度稳定性校准结果的不确定度评定示例测

20、量方法将铂电阻温度计插入表面温度源外部插孔中，测温点垂直于金属热板，位于金属热板取最大值和最小值的差值作为当前温度点的温度稳定性。测量模型 = O Oin（C.）式中：6T 某温度点下，表面温度源的温度稳定性，；O 某温度点下，中心点0温度测量最大值，；Oin 某温度点下，中心点0 温度测量最小值。不确定度的来源测量重复性引入的不确定度；测量标准修正值引入的不确定度；测量标准的分辨力引入的不确定度；测量标准的短期稳定性引入的不确定度。标准不确定度分量计算测量重复性引入的标准不确定度分量u1将表面温度源设定为 100，对工作区中心点重复测量 10 次，得到s =0.048，则:u1 = 0.04

21、8测量标准修正值引入的不确定度u2100则:133u2 = 0.02/3= 0.012测量标准分辨力引入的标准不确定度分量u3标准器的分辨力为 0.01，半宽为 0.005，按照均匀分布，则:3u3 = 0.005/3= 0.003测量标准分辨力的影响因微小可忽略不计。测量标准的短期稳定性引入的不确定度分量u4在 100时，漂移量按照 0.05计算，服从均匀分布，则：3合成标准不确定度3u4 = 0.05/= 0.029合成标准不确定度汇总表表 C.1 温度稳定性的标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量ui不确定度来源标准不确定度ui值/u1测量重复性0.048u2测量标准修正值0.017u3

22、测量标准分辨力0.003u4测量标准的短期稳定性0.029合成标准不确定度计算u2 + u2u2 + u2 + u2 + u21234扩展不确定度= 0.06取包含因子 k = 2,则 U = k uc = 0.12。14附录D表面温度源温度示值误差校准结果的不确定度评定示例测量方法当表面温度源升温至设定值并充分稳定后开始测量，分别记录外插铂电阻温度计测量值以及表面温度源示值，连续读数三次，并分别计算出测量数据的平均值，以表面温度源的平均值与测量标准平均值之差作为该温度源当前温度点的温度示值误差。测量模型式中：T = d h + Tc（.1）6T 表面温度源的温度示值误差，；d 表面温度源的显示平均值，；h 标准仪器的测量平均值，；Tc 标准仪器的示值修正值，。不确定度的来源由 d引入的不确定度分量1；由 h引入的不确定度分量2；Tc引入的不确定度分量u3。标准不确定度分量计算由du1主要来源于表面温度源显示分辨力和表面温度源示值重复性两部分。表