JJF（京）106-2023 红外温度变送器校准规范

北京市市场监督管理局发布JJF(京)106-2023红外温度变送器校准规范归口单位：北京市市场监督管理局主要起草单位：北京市计量检测科学研究院JJF(京)106-2023JJF(京)106-2023I JJF(京)106-2023II量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的规定而制定。本规范1183-2007《温度变送器校准规范》中温度变送器的结构概述，并结合国内外各生产厂商JJF(京)106-20231红外温度变送器校准规范3.1术语3.2计量单位光学系统和探测器、测量单元、信号处理和聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量JJF(京)106-20232显示单元和探测器光学系统信号处理测量单元和转换单元和探测器光学系统信号处理测量单元和转换单元现场总线输出信号（mA或V）图1红外温度变送器原理框图5.1示值误差1最大允许误差（或不确定度、准确度）应根据该型号的技术文件确定。2最大允许误差技术指标应注明与之相对应的测量距离与视场直径。5.2重复性应不超过变送器技术指标中对重复性的要求，同时应不超过最大允许误差绝对值的6.1环境条件6.1.1环境温度：18℃~25℃。6.1.3变送器周围除地磁场外，应无影响其正常工作的外磁场；校准过程中应避免强阳光和强辐射源对实验用辐射源和变送器的干扰；避免6.2测量标准及其他设备表1标准仪器及配套设备序号仪器设备名称技术要求用途备注JJF(京)106-202331黑体辐射源定性不大于（0.1℃与0.1%t的大者）/10min,均匀性不大于±（0.15℃与0.15%t的大者）与参考温度计组合使用提供辐射温度，或作为参考辐射源提供亮度温度1.辐射源符合均匀性要求的辐射区域直径应不小于被校变送器目标直径的1.4倍或20mm，取大者。2.辐射源和参考温度计的适用范围参考JJG856-2015，7.1.1.1。2面辐射源/10min,均匀性不大于±（0.2℃与0.2%t的大者）3辐射温度计不确定度（k=2）不大于变送器最大允许误差的绝对值的1/3作为参考温度计与辐射源组合使用，提供参考温度4标准铂电阻温度计二等5标准热电偶二等6电测仪器电桥或可测量电阻的数字多用表，测量范围应与标准铂电阻的电阻值范围相适应，准确度等级不低于0.005级，分辨力不低于0.1mΩ测量标准铂电阻温度计的阻值可用满足准确度等级要求的其他电测仪器数字多用表0～100）mV量程准确度等级不低于0.005级，分辨力测量标准热电偶的热电动势7直流电流表（0～30）mA0.01级变送器输出信号的测量标准/8直流电压表0.01级直流电压表单独可以作为变送器电压输出信号的测量标准；与标准电阻组合取代直流电流表作为变送器电流输出信号的测量标准/9标准电阻不低于0.05级零度恒温器插入深度应不小于200mm，工作区域温度不大于（0±0.1）℃为标准热电偶提供参考端温度补偿的恒温装置可以满足要求的其它恒温装置代替直流稳压源（12～48）V，MPE:±1%变送器的直流供电/测长工具/用于确定测量距离/校准工作台或支架/具有平移或旋转等功能/7.1校准项目JJF(京)106-20234通常在示值误差的校准点中选择温度点进行测量，也7.2外观检查及工作正常性检查7.2.2变送器上或使用说明书应给出测量7.2.4光学系统应洁净，无损伤，如果存7.3校准方法7.3.1.2根据说明书信息确认对辐射源直校准距离相对应的视场直径，选用的黑体辐射源或面辐7.3.1.3将参考辐射温度计（如果使用）和变送器的发射率设定值设为1。若变送器发射注：六线制变送器一般是二根电压端，二根信号输出端和二根发射率输入端；四线制一般是二根电压端，二根信号输出端；二线制一般是电压和输入信号是同一个端子［JJF1183-2007，附录A]。7.3.1.5需要预热的参考标准、变送7.3.2.2按说明书确认的校准距离进行被体含义的，默认瞄准辐射源空腔靶底。如果瞄准靶底JJF(京)106-20235得有效校准结果的前提下，允许将被校变送器的瞄准7.3.2.3通过被校变送器的辅助瞄7.3.3.1根据变送器的量程,将辐射源的温度调到第一个校准点，使稳定后的辐射源量值7.3.3.2对参考温度计或参考辐射1应在被校变送器示值相对稳定后读数。如有漂移，先用挡光板遮挡辐射源不少于30s，并在移开挡光板并启动测量后的若干秒（一般为响应时间的3倍）后读数。2同步是相对于辐射源稳定性而言的，若辐射源稳定性足够好，则可依次校准多个变送器。7.3.4.2用挡光板在变送器前遮挡不少于30s，移开挡光板并启动测量，若干秒（一般为7.4校准数据处理A——被校变送器的读数平均值；mA或V；JJF(京)106-20236A——被校变送器的输出的理论下限值，mA或V；A注：对于电量输出指示的参考温度计，可先将其换算为温度值。测量标准采用参考辐射源时，根据参考辐射源7.4.2.2被校变送器的实际示值与校准点的温度差ΔtT为：偏离1、被校与参考温度计测量点温差等因JJF(京)106-202371辐射源发射率偏离1引入的误差ΔtTBε包含辐射源发射率偏离1引入的被校变送器的误差和辐射源实际温度因辐射源发射率偏离1引入的误差，计算方法见JJG856-2015《工作用辐射温度计》2被校变送器的发射率不可调为1引入的误差ΔtTε的计算方法见本规范附录C。3被校变送器瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差ΔtTS根据标准装置的实际情况确定，必要时可采用多种计量标准形式进行验证。（6）δi——被校变送器单次测量结果与参考温度读数的差值，℃;δ——δi的平均值，℃。R=2s（7）8.1原始记录原始记录格式参考附录A。8.2校准证书校准证书由封面和校准数据组成，校准结果内容参考附录B。JJF(京)106-202389JJF(京)106-2023计量器具名称：委托方名称：证书编号：型号/规格：产品编号：制造厂：温度范围：(~)℃最大允许误差：红外温度变送器参数：发射率设置：；响应波长：μm；D：S=；输出范围：计量标准：测量范围：不确定度或准确度等级或最大允许误差：技术文件：本次测量所使用的主要计量器具：校准员：核验员：校准日期：年月日外观：□符合要求□不符合要求光学系统：□符合要求□不符合要求测量距离：m视场直径：mm1.4倍/1.7倍：mm校准地点：校准温度点(℃)参考温度计被校变送器辐射源发射率不为1 (℃)变送器发射率不为1(℃)测点温差(℃)校准结果证书值(℃)实测值(℃)偏差(℃)测量值（mA/V/℃)换算温度(℃)偏差(℃)输出值（mA/V）示值误差(℃))名义温度证书示值12平均值12平均值校准温度点(℃)参考辐射源被校变送器辐射源发射率不为1 (℃)变送器发射率不为1(℃)测点温差(℃)校准结果证书值(℃)实测值(℃)偏差(℃)测量值（mA/V/℃)换算温度(℃)偏差(℃)输出值（mA/V）示值误差(℃))指示温度亮度温度12平均值12平均值重复性实验测量温度点(℃)变送器测量值（mA/V/℃)差值的平均值(℃)实验标准偏差(℃)重复性(℃)换算温度(℃)参考温度(℃)差值(℃)JJF(京)106-2023℃℃℃mJJF(京)106-2023部分被校变送器的内部将被测目标的发射率设为固定值，如0.95，则其测量结果包括本附录给出了被校变送器发射率不可调为1引校准时参考温度如采用与被校变送器相同发射率的对应波长（或光谱范围）的亮度温度，本方法适用于单波段的被校变送器。为简化公式表达与计算，本附录采用极限有效波校准时，被校变送器测量的是黑体辐射源的热辐射。被校变送器测量结果的换算温度λ——被校变送器的（极限有效）波长，m；JJF(京)106-2023将公式（C-2）代入公式（C-1得到：--对于窄带被校变送器，波长取其中心波长。对于宽带被λ(8~14)μm=9.60+221/(t+273.15)(C-5）λ(7~18)μm=8.70+525/(t+273.15)(C-6）被校变送器的发射率不可调为1的最常见的是（8~14）μm表C.1环境温度为20℃时,(8～14)μm变送器发射率0.95引入的误差单位：℃黑体温度TBB-60-40-20060变送器换算温度tT-69.12-45.10-22.76-1.1820.0061.80103.27154.95-9.12-5.10-2.76-1.180.003.274.95黑体温度TBB200250300400500600700800变送器换算温度tT206.60258.29310.02413.65517.50621.54725.73830.056.608.2910.0213.6517.5021.5425.7330.05黑体温度TBB900变送器换算温度tT934.491039.021143.621248.301353.031457.811562.631667.4934.4939.0243.6248.3053.0357.8162.6367.49JJF(京)106-2023按本规范给出的红外温度变送器校准方法，其中：Δt——被校变送器在校准点tN处的示值误差，℃;ΔtT——被校变送器读数tT相对于校准点tN的温度差，℃;ΔtS——辐射源校准量（通常为亮度温度）tS相对于校准点tN的温度差，℃;D.1.2.1测量标准装置，包括标准器自身示值和辐射源特性的）；JJF(京)106-2023的温度不确定度分量的灵敏系数的绝对值也为1。影响示值误差的不确定度因素中，辐射源发射率对参考辐射温度计与被校变送器示值的影响，算术相减合成方法；此后，各不相关分量依据不确定度传播率计u2(Δt)=u2(ΔtS)+(u(ΔtSBε)-u(ΔtTBε))2+u2(ΔtTε)+u2(ΔtTS)+u2(ΔtOP)(D-2)采用标准铂电阻温度计作为参考温度计。黑体空腔置于1℃,重复性为±0.5%t或0.5℃（t为温度测量值）。校准时被校变送器的发射率设D.2.1.1.1测量标准——参考标准铂电阻温度计与黑体辐射源引 =0.03℃;u测量被校变送器的输出电流值的电测仪表引入的误差，0.00636mA，换算成温度值为JJF(京)106-2023表D.1示值误差的不确定度分量表不确定度来源类别灵敏系数ui/℃参考温度计（标准铂电阻温度计）校准不确定度u1B-10.01校准周期内的稳定性u2B-10.03测温重复性u3A-10.02黑体辐射源短期稳定性u4B-10.03均匀性对瞄准的影响u5B10.03发射率修正对确定固有误差的影响u6B-10.11被校变送器测量重复性u7A10.06电测仪表u8B10.05校准操作数据修约u9B10.03取包含因子k=2，扩展不确定度为：JJF(京)106-2023D.2.2.1.1测量标准——参考辐射温度计与黑体辐射源引 测量被校变送器的输出电流值的电测仪表引入的误差，0.0