T-SXICS 005-2023 恒温恒湿称重系统校准规范

Calibrationspecificationforconstant2023-12-29发布ⅠT/SXICS005-2023前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4概述 25一般要求 26计量特性 27校准条件 37.1环境条件 37.2测量标准及其他设备 38校准项目和校准方法 38.1校准项目 38.2校准方法 49校准结果表达 710校准间隔 8附录A（资料性）恒温恒湿称重系统温度、相对湿度偏差测量结果不确定度评定示例 附录B（资料性）恒温恒湿称重系统称重示值误差测量结果不确定度评定示例 附录C（资料性）校准证书内页格式 ⅡT/SXICS005-2023本文件按照GB/T1.1─2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由山西省仪器仪表学会提出并归口。本文件起草单位：山西仲测计量研究院有限公司、山西中环宏达环境检测技术有限公司。本文件主要起草人：杨伟敏、康俊鹏、田永亮、黄兴、刘倩、王将勇、王宇坤、周俊新。1T/SXICS005-2023恒温恒湿称重系统校准规范本文件规定了恒温恒湿称重系统的一般要求、计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达、校准间隔等要求。本规范适用于在恒温恒湿条件下，用于称量滤膜、滤筒、低浓度头等样品的系统的校准，温度范围（20±1）℃、湿度相对湿度（50±5）%。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JJG99砝码JJG1036电子天平JJF1101环境试验设备温度、湿度参数校准规范JJF1847电子天平校准规范HJ618环境空气PM10和PM2.5的测定重量法HJ656环境空气颗粒物（PM2.5）手工监测方法（重量法）技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1温度波动度temperaturefluctuation在稳定状态下，在规定的时间间隔内，工作空间任意一点温度随时间的变化量。[来源:JJF1101—2019,3.6,有修改]3.2温度偏差temperaturedeviation在稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设定温度的差值。温度偏差包含温度上偏差和温度下偏差。2T/SXICS005-2023[来源:JJF1101—2019,3.4,有修改]3.3相对湿度波动度relativehumidityfluctuation在稳定状态下，在规定的时间间隔内，工作空间任意一点相对湿度随时间的变化量。[来源:JJF1101—2019,3.7,有修改]3.4相对湿度偏差relativehumiditydeviation在稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高相对湿度和最低相对湿度与设定相对湿度的差值。相对湿度偏差包含相对湿度上偏差和相对湿度下偏差。[来源:JJF1101—2019,3.5,有修改]4概述恒温恒湿称重系统内部提供了恒温恒湿环境和电子天平以保证整个平衡和称量过程在恒定的温湿度条件下完成，可以称量滤膜、滤筒、低浓度头等多种样品，实现称量数据的自动计算、存储、查询和导出、表格化，自动化程度高、数据准确。5一般要求5.1恒温恒湿称重系统应标有仪器名称、规格/型号、编号、制造厂名称（或厂标），电子天平上有对应的最大称量、分度值。5.2恒温恒湿称重系统外表应整洁、密封良好，无明显划痕、损伤等现象。5.3恒温恒湿称重系统及电子天平上的文字、符号、数值及单位应字迹清晰。电子天平数字显示清晰，无闪烁、缺笔画和连笔画现象。5.4接插件连接可靠、使用方便。各操作开关、旋钮、按键工作可靠、有效。紧固件不得有松动或缺损现象。5.5天平应工作可靠、有效。5.6新制造的恒温恒湿称重系统应符合以上要求，使用中的恒温恒湿称重系统允许有不影响准确度的外观缺陷。6计量特性6.1温度偏差6.2温度波动度6.3相对湿度偏差3T/SXICS005-20236.4相对湿度波动度6.5称重示值误差6.6称重重复性7校准条件7.1环境条件环境温度一般控制在10℃~30℃,相对湿度不大于85%。恒温恒湿称重系统周围应无强烈振动及腐蚀性气体存在，应避免其他的冷、热源影响。7.2测量标准及其他设备所使用测量标准及其他设备见表1，也可以选用不确定度符合要求的其他测量标准。表1测量标准及其他设备一览表110℃~100℃23/150000＜Max/d≤1000000:对于证书中只给出标称注3：t为温度，单位为℃。注4：Max/d为最大秤量与实际分度值的比值。8校准项目和校准方法8.1校准项目校准项目见表2。4T/SXICS005-2023表2校准项目一览表12345678.2校准方法8.2.1外观8.2.2温度偏差温度校准点一般根据用户需要选择常用的温度点，通常选择20℃。传感器布放位置为系统校准时的测量点，应布置在系统工作空间的中间层，外围的布点位置与系统内壁的距离为各边长的1/10，总布点数不少于5个(见图1)。按规定布放好传感器，将系统设定到20℃,开启运行。系统达到稳定状态后开始记录各测量点温度，记录时间间隔为2min，30min内共记录16组数据，或根据系统运行状态和用户校准需求确定时间间隔和数据记录次数，并在原始记录和校准证书中进行说明。15423图1系统布点示意图系统达到稳定状态的时间以说明书为依据，说明书中没有给出的，一般按以下原则执行：若系统在启动后1h内温度达到设定值，随后保持显示值30min不变即认为达到稳定状态；如超出1h温度仍未达到设定值或者1h内达到设定值后显示值无法保持30min不变，可按实际情况至多延长30min，温度达到设定值至开始记录数据所等待的时间不超过60min。如果在规定的稳定时间之前能够确定系统已经达到稳定状态,可以提前记录。温度上偏差、温度下偏差由公式（1）、公式（2）进行计算：Δtmax=tmax-ts……(1)5T/SXICS005-2023Δtmin=tmin-ts……(2)式中：Δtmax——温度上偏差，单位为摄氏度(℃Δtmin——温度下偏差，单位为摄氏度(℃tmax——各测量点规定时间内测量的最高温度，单位为摄氏度(℃);tmin——各测量点规定时间内测量的最低温度，单位为摄氏度(℃);ts——恒温恒湿称重系统设定温度，单位为摄氏度(℃)。8.2.3温度波动度按照8.2.2进行校准，也可与8.2.2同时进行。系统在稳定状态下，工作空间各测量点30min内（每2min测试一次）实测最高温度与最低温度之差的二分之一，取全部测量点中变化量的最大值作为温度波动度校准结果。温度波动度用公式（3）进行计算：Δtf=±max……式中：Δtf——温度波动度，单位为摄氏度(℃);tjmax——测量点j在n次测量中的最高温度，单位为摄氏度(℃);tjmin——测量点j在n次测量中的最低温度，单位为摄氏度(℃)。8.2.4相对湿度偏差相对湿度校准点一般根据用户需要选择常用的相对湿度点，通常选择相对湿度50%（20℃)。传感器布放位置为系统校准时的测量点，应布置在系统工作空间的中间层，外围的布点位置与系统内壁的距离为各边长的1/10，不少于3个点（见图2）。按规定布放好传感器，将系统设定到校准温度、相对湿度，开启运行。系统达到稳定状态后开始记录各测量30min内共记录16组数据，或根据系统运行状况和用户校准需求确定时间间隔和数据记录次数，并在原始记录和校准证书中进行说明。ABC图2系统布点示意图系统达到稳定状态的时间以说明书为依据，说明书中没有给出的，一般按以下原则执行：若系统在启动后1h内温度、相对湿度达到设定值，随后保持显示值30min不变即认为达到稳定状态；6T/SXICS005-2023如超出1h温度、相对湿度仍未达到设定值或者1h内达到设定值后显示值无法保持30min不变，可按实际情况至多延长30min，温度、相对湿度达到设定值至开始记录数据所等待的时间不超过60min。如果在规定的稳定时间之前能够确定系统已经达到稳定状态,可以提前记录。相对湿度上偏差、相对湿度下偏差由公式（4）、公式（5）进行计算：Δhmax=hmax-hs Δhmin=hmin-hs 式中：Δhmax——相对湿度上偏差，单位为%；Δhmin——相对湿度下偏差，单位为%；hmax——各测量点规定时间内测量的最高相对湿度，单位为%；hmin——各测量点规定时间内测量的最低相对湿度，单位为%；——恒温恒湿称重系统设定相对湿度，单位为%。8.2.5相对湿度波动度按照8.2.4进行校准，也可与8.2.4同时进行。系统在稳定状态下，工作空间各测量点30min内（每2min测试一次）实测最高相对湿度与最低相对湿度之差的二分之一，取全部测量点中变化量的最大值作为相对湿度波动度校准结果。相对湿度波动度用公式（6）进行计算：Δhf=±max……式中：Δhf——相对湿度波动度，单位为%；hjmax——测量点j在n次测量中的最高相对湿度，单位为%；hjmin——测量点j在n次测量中的最低相对湿度，单位为%。8.2.6称重示值误差在称量范围内均匀选取5个校准点(也可依据客户要求选取)，在每个校准点重复称重3次并计算算术平均值。对于每个校准点，称重示值误差用公式（7）、公式（8）进行计算：I=(I1+I2+I3)3……(7) E=I-L……(8)式中：E——称重示值误差，单位为克（g7T/SXICS005-2023I——恒温恒湿称重系统质量示值，单位为克（gI——恒温恒湿称重系统3次称量的算术平均值，单位为克（gL——载荷质量值，单位为克（g）。8.2.7称重重复性在上述称重示值误差的校准点中选一载荷作为重复性校准点，测量次数不少于6次。当零点有偏差时，天平应重新置零。称重重复性用公式（9）进行计算：Erep=Emax-Emin……(9)式中：repE——称重重复性，单位为克（grepEmax——重复性称量过程中示值最大值，单位为克（gEmin——重复性称量过程中示值最小值，单位为克（g）。9校准结果表达经校准后的恒温恒湿称重系统应填发校准证书，并应给出各校准项目的校准结果及示值误差的测量不确定度。校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对被校对象有效的声明；8T/SXICS005-2023p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。当用户要求时，可以根据用户提供的计量特性最大允许误差进行符合性判定，并将结论列入校准证书。10校准间隔恒温恒湿称重系统校准间隔不宜超过1年。9T/SXICS005-2023（资料性）恒温恒湿称重系统温度、相对湿度偏差测量结果不确定度评定示例A.1概述A.1.1测量依据本文件。A.1.2环境条件A.1.3测量标准温湿度场巡检仪，温度不确定度U=（0.010～0.014）℃,k=2；相对湿度不确定度U=（0.5~0.8）%，k=2。A.1.4被测对象恒温恒湿称重系统，温度分辨力：0.01℃,相对湿度分辨力：0.1%RH。A.1.5测量过程将温湿度场巡检仪温度、湿度传感器按要求布置测试点。开启运行恒温恒湿称重系统，系统达到设定值并稳定后开始记录系统的温度、相对湿度示值及各布点温度、相对湿度，记录时间间隔为2min，30min内共记录16组数据。A.2测量模型A.2.1温度上偏差公式Δtmax=tmax-ts……(A.1)式中：Δtmax——温度上偏差，单位为摄氏度(℃);tmax——各测量点规定时间内测量的最高温度，单位为摄氏度(℃);ts——恒温恒湿称重系统设定温度，单位为摄氏度(℃)。A.2.2相对湿度上偏差公式Δhmax=hmax-hs……(A.2)式中：Δhmax——相对湿度上偏差，单位为%；T/SXICS005-2023hmax——各测量点规定时间内测量的最高相对湿度，单位为%；——恒温恒湿称重系统设定相对湿度，单位为%。由于上偏差与下偏差不确定度来源和数值相同,因此本文件仅以温度上偏差和相对湿度上偏差为例进行不确定度评定。A.3不确定度来源A.3.1由测量重复性引入的标准不确定度。A.3.2由分辨力引入的标准不确定度。A.3.3由标准器引入的标准不确定度。A.4标准不确定度的计算A.4.1测量重复性引入的标准不确定度在温度为20℃校准点重复测量10次，以单次测量的实验标准偏差表示测量重复性引入的标准不确定度为：uA=s=0.067℃。在相对湿度为50%（20℃)校准点重复测量10次，以单次测量的实验标准偏差表示测量重复性引入的标准不确定度为：uA,=s,=0.21%。A.4.2分辨力引入的标准不确定度温湿度场巡检仪温度分辨力为0.001℃,不确定度区间半宽0.0005℃,服从均匀分布，则温度分辨力引入的标准不确定度：温湿度场巡检仪相对湿度分辨力为0.01%，区间半宽为0.005%，服从均匀分布，则湿度分辨力引入的标准不确定度：根据不确定度评定要求，分辨力和重复性引入的标准不确定度取其中较大值，所以在计算合成标准不确定度过程中舍去分辨力引入的标准不确定度。A.4.3标准器引入的标准不确定度A.4.3.1标准器修正值引入的标准不确定度标准器温度修正值的不确定度U=0.010℃,k=2，则标准器温度修正值引入的标准不确定度：T/SXICS005-2023标准器相对湿度修正值的不确定度U=0.5%，k=2，则标准器相对湿度修正值引入的标准不确定度：A.4.3.2标准器稳定性引入的标准不确定度标准器相邻两次校准温度修正值最大变化0.10℃,按均匀分布，由此标准器温度稳定性引入的标准不确定度：标准器相邻两次校准相对湿度修正值最大变化0.8%，按均匀分布，由此标准器相对湿度稳定性引入的标准不确定度：由于uB21、uB22彼此独立不相关，则标准器温度引入的标准不确定度为：B22彼此独立不相关，则标准器相对湿度引入的标准不确定度为：A.5标准不确定度汇总表标准不确定度汇总表见表A.1和表A.2。表A.1温度上偏差校准标准不确定度汇总表uiuAuB2标准器温度修正值及稳定性表A.2相对湿度上偏差校准标准不确定度汇总表uiuB标准器相对湿度修正值及稳定性T/SXICS005-2023A.6合成标准不确定度的计算A.6.1温度上偏差合成标准不确定度uc计算。由于各分量相互独立，则合成标准不确定度uc为：A.6.2相对湿度上偏差合成标准不确定度u′c计算。由于各分量相互独立，则合成标准不确定度u′c为：A.7扩展不确定度计算取包含因子k=2，则温度上偏差扩展不确定度为：取包含因子k=2，则相对湿度上偏差扩展不确定度为T/SXICS005-2023（资料性）恒温恒湿称重系统称重示值误差测量结果不确定度评定B.1概述B.1.1测量依据本文件。B.1.2环境条件B.1.3测量标准测量标准见表B.1。表B.1测量标准器B.1.4被测对象被测对象见表B.2。表B.2被测对象B.1.5测量过程拿标准砝码放在待测恒温恒湿称重系统上，记录恒温恒湿称重系统的示值，进行3次称量并计算算数平均值，标准砝码的约定质量值即为载荷质量值，恒