标准钨带灯规范

1标准钨带灯检定规程本规程适用于亮度温度为(800～2500)℃范围内标准钨带灯(以下简称钨带灯)的首次检定和后续检定。2引用文献本规程引用下列文献：JJF1001—1998《通用计量术语及定义》JJF1007—2007《温度计量名司术语及定义》JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3计量单位钨带灯的亮度温度量值溯源至ITS—90温标，其单位为摄氏度(℃)或开尔文(K)。4概述在确定的波长下，钨带灯所通过的电流与钨带灯稳态时的亮度温度有确定的单值关系。利用电流和温度的单值函数关系，钨带灯可用来复现亮度温度、传递高温温标；可作为检定工作用光学高温计和精密光学高温计、光电高温计的标准器。钨带灯的检定，是确定在规定波长下钨带灯的电流与亮度温度的关系特性，并检查这一关系特性的稳定性。5计量性能要求5.1稳定性钨带灯稳定性应符合表1的要求。℃℃温度范围首次检定后续检定士3士75.2分度值钨带灯应具有相应温度范围的分度值，即是在其温度范围内每间隔100℃时整百度点的分度值。26通用技术要求6.1外观6.1.1钨带灯金属螺纹灯头与钨带电极的焊接及与玻壳粘接应无松动，不得开裂。6.1.2钨带灯玻壳应无色透明，在视场区域内不应有气泡、节点、条纹和明显的划伤6.1.3钨带灯应标有编号。6.1.4用于工作用光学高温计检定的钨带灯，应有与之配套的凸透镜(或凸透镜箱)。凸透镜焦距为(100～200)mm,直径不小于40mm,并注明编号，在视场区域内不应有划伤、气泡等瑕疵。6.2基本要求6.2.1在钨带灯钨带旁(或钨带上)和钨带后面，应有明显的瞄准标记，以精确标示钨带灯的工作区域。标记可以是指针(或切口)和圆点(或圆点箭头)等形式，钨带旁指针与钨带之间瞄准方位的距离不应大于1mm。6.2.2钨带灯钨带温度不均匀性以规定瞄准位置的亮度温度与该瞄准位置上、下各1mm范围内亮度温度之差表示，应符合表2的要求。温度士1士27计量器具控制计量器具控制包括首次检定和后续检定。7.1检定条件7.1.1计量标准标准光电高温计，温度测量范围为(800～2500)℃;有效波长为(650～660)nm,扩展不确定度应不超过0.2nm;最小测量目标直径一般应不大于1mm。7.1.2配套设备7.1.2.1直流稳流电源。a)输出电流：能够满足钨带灯正常工作的输出电流范围，一般为(0～25)A。b)输出电压：能够满足钨带灯正常工作的输出电压范围，一般为(0～12)V。c)电流稳定度：不大于0.01%/min。采用自动测量系统修正电源电流漂移影响或采取统计测量措施使电流稳定度对测量结果的影响不大于0.01%/min时，可适当放宽此项指标。d)纹波系数：<0.5%e)电流最小调节量：使钨带灯亮度温度改变不超过2℃。调节电流时，其输出电流不得有显著的过冲。37.1.2.2标准电阻。0.01级标准电阻：0.012、0.001Ω各一个，分别用于真空和充气钨带灯电测量。标准电阻允许通过的最大电流应不小于通过钨带灯的最大电流。7.1.2.3用于测量钨带灯电流的0.01级直流电压测量仪表：(0～0.2)V,分辨力1μV,以及接触电势不大于1μV配套使用的转换开关。7.1.2.4钨带灯用6维调节支架和凸透镜调节支架。7.1.2.5钨带灯正常使用所需的辅助设备，如瞄准用辅助光源。7.1.2.6检定工作台。7.1.3环境条件环境温度：20℃±2℃;相对湿度：不大于75%;实验室可实现暗室条件。7.2检定项目首次检定、后续检定的检定项目见表3。检定项目首次检定后续检定外观十十十十+(年稳定性不合格时)十十7.3检定方法7.3.1检定工作用高温计的钨带灯，应与凸透镜(或凸透镜箱)配套使用，并配套检定。7.3.2用目视方法对钨带灯外观按6.1的要求进行检查，凡不符合其中任一条要求的钨带灯，判为不合格，不再进行7.3.3、7.3.4的操作。7.3.3稳定性和分度值后续检定7.3.3.1准备工作a)将钨带灯玻壳、透镜用蘸有酒精的脱脂棉或镜头纸擦净，并用干净的绸布擦干。进行本操作时，应戴洁净的手套，避免手与光学部件的直接接触。b)将被检钨带灯、凸透镜分别安装在6维调节支架及凸透镜调节支架上。4c)检定钨带灯的连接电路如图1所示。接线时，钨带灯金属螺纹灯头外壳(或注明“+”的接头)应与电源正极连接。d)为保证钨带灯分度特性的稳定，分度前应对钨带灯通电退火。退火方法：参考上周期证书相应分度点的电流值，上限为1400℃、2000℃的钨带灯分别在1200℃、1700℃通电退火1.5h;上限为2500℃的钨带灯在2300℃退火0.5h。++L+R7.3.3.2钨带灯工作区域的瞄准a)调节高温计(以下简称高温计)目镜，使高温计视场中的分划线成像清晰，并处于成像的测量目标中心；调节高温计物距，使从高温计目镜观察钨带灯钨带成像清晰。b)调整钨带灯，使从高温计目镜观察前指针(或切口)、钨带分别对称于高温计视场中的水平分划线、垂直分划线，如图2所示。调节高温计物距，使从高温计目镜观察后指针(圆点或圆点箭头)也对称于高温计视场中的水平分划线并刚好接触钨带另一侧的边缘，如图3所示。带屏蔽罩的钨带灯，应使屏蔽罩上的前后窗口在视场中同心，并使钨带处于窗口中间，前指针、钨带分别对称于高温计视场中的水平分划线、垂直分划线，如图4所示。调节时，钨带灯后可放置辅助光源，以便于观察。图3图4图2图3图4c)将凸透镜安装在钨带灯前的支架上，调节凸透镜的位置，使它的中心位置处在高温计的光轴上。为此不应改变钨带灯和高温计的方位，仅调整凸透镜支架及高温计物距，使从高温计目镜观察钨带的成像清晰，钨带灯瞄准位置与图2(或图4)一致。7.3.3.3接通电源，依照表4选取分度点。根据高温计显示值，以(1～2)A/min速率平滑调节电流升至钨带灯亮度温度下限分度点附近，并依照表4规定的相应稳定时间等待。5温度范围分度点/℃分度点/℃分度点/℃5515185153122122 7.3.3.4达到表4规定的相应稳定时间后，重新瞄准钨带灯工作区域，微调钨带灯，并使其保持图2(或图4)位置。7.3.3.5微调钨带灯电流，使亮度温度与分度点温度偏离不超过±2℃。按“标准→被检→被检→标准”顺序记录高温计温度示值t₀(℃)及钨带灯电流I₀(A)于附录A所示表格中。该分度点分度完毕。7.3.3.6以(1～2)A/min的速率平滑调节钨带灯电流，将电流升到钨带灯下一个分度点亮度温度附近。7.3.3.7未达到分度点上限时，重复7.3.3.4～7.3.3.6步骤至钨带灯的亮度温度分度点上限为止。7.3.3.8将钨带灯的电流以(1～2)A/min的速率下降至0A,关闭电源。7.3.4稳定性和分度值首次检定7.3.4.1老化试验新制的钨带灯应使用直流电源对钨带灯进行通电老化试验，上限为1400℃、2000℃、2500℃的钨带灯分别升至1600℃、2200℃、2500℃对应的电流通电老化7.3.4.2稳定性试验经过老化试验的钨带灯要进行稳定性试验。a)检查点分度1)依照表4选取相应温度范围的上限温度为稳定性检查温度点。3)按照7.3.3.2瞄准钨带灯工作区域。64)接通电源，以(1～2)A/min的速率平滑调节电流，将钨带灯亮度温度升至检查温度点附近。5)钨带灯达到表4规定的稳定时间后，按照7.3.3.4～7.3.3.5操作，进行分度。b)持续通电使用上限为1400℃、2000℃、2500℃的钨带灯分别在上限温度下持续通电12h、12h、2h后，将钨带灯的电流以(1～2)A/min的速率下降至0A,关闭电源。c)分度按照7.3.3稳定性和分度值后续检定(除7.3.3.1.d)外]的方法进行分度。7.3.5分度数据处理7.3.5.1计算高温计实测值t₀(℃)及钨带灯电流值I₀(A)的平均值，记入附录A。7.3.5.2计算高温计温度实测平均值(t)与标准值(t)之差(tav-tc)(℃),记入根据亮度温度和电流关系的经验公式I=a+bt+ct²和分度数据，采用最小二乘法拟合，计算出常数a、b、c,确定dI/dt值。也可采用简便方法求dI/dt值，详见附7.3.5.4确定钨带灯在分度点的亮度温度tn(℃)下所对应的电流I₁(A),按下式计算：式中：In——钨带灯整百度的电流值，A;Iw——钨带灯在分度点的电流平均值，A;tw——高温计温度测量值的平均值，℃;tey——在分度点高温计的标准值，℃dI——实测温度附近，钨带灯电流随温度的变化率，A/℃。7.3.5.5对于首次检定，将7.3.4.2c)分度结果的电流值I(A)与7.3.4.2a)分度结果的电流值I₁(A)之差折算成温差△t(℃)作为钨带灯的短期稳定性，短期稳定性按下式计算：若符合表1的要求，则钨带灯稳定性合格，否则钨带灯的稳定性不合格。7.3.5.6对于后续检定，将本次分度结果的电流值In(A)与上次分度结果电流值I(A)之差折算成温差△t(℃)作为钨带灯的年稳定性，年稳定性按式(2)计算：应满足表1的要求，则钨带灯年稳定性合格。7.3.5.7在后续检定中钨带灯年稳定性不合格时，须对此钨带灯按7.3.4.2[7.3.4.2a)省略]进行短期稳定性试验。将持续通电前电流值I₁(A)与持续通电后电流值I₁(A)之差折算成温差△t(℃)作为钨带灯的短期稳定性，短期稳定性按式(2)计算，若能满足表1的要求，则该钨带灯稳定性合格，可作为标准使用；否则，该钨带灯稳定性不合格，不能作为标准使用。77.4检定结果的处理经检定合格的钨带灯，出具检定证书。不合格的钨带灯，出具检定结果通知书，并注明不合格项目。证书上应给出亮度温度tn(℃)和相应的电流值I(A)(有效位数到小数点后三位);应给出环境温度、相对湿度；还应给出亮度温度的波长(三位有效数字);注明钨带灯所配用附件。7.5检定周期检定周期一般为1年。附录A附件电测仪器：数字电压表No标准电阻No.分度点高温计检定结果实测值t₀/℃实测值I₀/A稳定性考核亮度温度电流L检定结论说明扩展不确定度；结果处理：核验员：采用简便方法求dI/dt