JJF(闽) 1020-2006 温湿度表校准规范

JJF(闽)1020-2006福建省质量技术监督局发布本规范经福建省质量技术监督局2006年09月01日批准，并自2006年09月01日起施行。归口单位：福建省质量技术监督局本规范主要起草人：王孔祥(福建省计量科学技术研究所)I 8.1校准项目 JJF(闽)1020-20061本校准规范适用于可同时测量温度和湿度，其测量温度范围为(-40~+80)℃,湿度测量范围为(10~100)%RH的各类型温湿度仪表的校准。2引用文献JG205-2005《机械式温湿度计检定规程》JJG993-2004《电动通风干湿表检定规程》JJF1076-2001《湿度传感器校准规范》JG226-2001《双金属温度计检定规程》JJF1059-1999《测量结果不确定度评定与表示》使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3.1相对湿度湿气中水蒸汽的摩尔分数Xv与相同温度和压力条件下饱和水蒸气的摩尔分数Xsv之百分比。3.2露点温度压力为P、温度为T、混合比为r的湿空气的热力学露点温度Ta,是指在给定的压力下，湿空气被水饱和时的温度。4概述温湿度表是采用温度与湿度敏感元件，通过传动机构或电子转换器，由指针或数字直接指示(显示)出被测温度和相对湿度量值的仪表。温湿度表通常有两种结构形式，机械指针式温湿度表和数字式温湿度表。机械指针式温湿度表工作原理：温度是利用双金属螺旋形感温元件随温度变化而产生弯曲变形的特性，通过传动机构，用指针直接在温度刻度盘上指示出被测的温度值；湿度是利用毛发等感湿元件随湿度变化而产生几何尺寸变化的特性，通过传动放大机构，用指针直接在湿度刻度盘上指示出被测的相对湿度值。通常是在同一刻度盘2数字式温湿度表工作原理：温度是利用热敏电阻或其他温度传感器随温度变化而产生电性质变化的特性，经相应的电子电路处理后，在仪表上显示出被测的温度值；湿度是利用湿敏物质的电性质(电阻，电容)随湿度变化而产生相应电性质变化的特±7%RH(小于40%RH,大于70%RH,20℃)温湿度表的示值回程误差包括温度回程误差和湿度的度等级、表示国际温标和相对湿度的单位符号、制造厂名(商标)数的缺陷或损伤。表盘上的刻线、数字和其他标志应完整JJF(闽)1020-20063最短分度线的1/4~3/4,指针指示端宽度不应超过最短分度线的宽度。毛发等感湿元件应粗细均匀、无弯折、分叉、粘污等缺陷，机芯各部分运转正常。6.1.4数字式温湿度表在通电状态下，数字显示应笔划齐全，亮度均匀，小数点、温度极性符号和状态(正常，故障，过载等)显示应正确。传感器应连接良好，各部件开关、操作键应灵活可靠，零部件应紧固无松动。6.2绝缘电阻在校准环境条件下，数字式温湿度表当采用交流电源工作时，其电源端子之间及电源端子对机壳之间的绝缘电阻应不小于20MΩ。7校准条件7.1环境条件环境温度：(20±5)℃;环境相对湿度：不大于80%。其他条件应满足相应设备的使用要求。7.2校准用标准器及配套设备选用的标准器及配套设备构成的校准装置其引入的扩展不确定度U,₅应不大于被校准温湿度表最大允许误差绝对值的1/3。校准用标准器及配套设备可参见表1。设备名称1一级23引用修正值后相对误差≤1×10⁴配标准铂电阻温度计用456温湿度箱a)温度范围：(-40~+80)℃c)温度均匀度：不超过0.2℃e)温度波动度：不超过±0.1℃g)箱内气流搅拌，速度不超过5m/s7允差：±0.1s测响应时间810级9空盒气压表测大气压力48校准项目和校准方法8.1校准项目++回程误差+++-响应时间+-++++将被校温湿度表在实验室环境温度和相对湿度的条件下放置20min,数字式温湿度表应先接通电源进行预热，观察温湿度表的示值(指示值)是否正常，必要时可进校准湿度点为：20℃下相对湿度30%、50%、70%、90%或40%、60%、80%、95%(可根据仪表上标注的不同使用地区选择一组校准点),一般不少于4个点。10℃下相对湿度50%或60%,30℃下相对湿度50%或60%。一般情况下，每一温度点相对JJF(闽)1020-20065湿度校准点不得少于1个点，该点应与20℃下相对湿度校准点相一致。特殊情况下，可根据用户要求选择校准的温度点和湿度点。c)校准顺序逐个温度点进行。先从20℃下的相对湿度30%或40%开始，逐步加湿到相对湿度90%或95%,再降湿到相对湿度30%或40%。然后再进行下一个温度点下的相对湿度点的校准(采用加湿或去湿过程均可)。d)校准循环次数数字式温湿度表校准循环次数为二次，机械指针式温湿度表校准循环次数为一e)校准方法温度和相对湿度校准均采用比较法进行。将被校准的温湿度表和标准器(标准铂电阻温度计或标准水银温度计，精密露点仪或标准电动通风干湿表)放入温湿度箱中心附近，被校温湿度表应尽量与标准器靠近，如果被校温湿度表较多时应尽量分布在标准器放置层面的周围，被校温湿度表正面正对温湿度箱的透明部分，便于读取数据。设定温湿度箱工作所需的温度和湿度值，启动温湿度箱，观察温湿度箱的显示界面以及标准器的温度示值和相对湿度示值。当温湿度箱的温度和相对湿度值达到设定值并充分恒定后(温湿度箱的温度和相对湿度平衡时间不低于20min),分别读取标准器的温度示值和相对湿度示值(或露点温度值，湿球温度值)以及被校准温湿度表的温度值和相对湿度值，按标准—被检1—被检2—被检n—被检n—被检2—被检1—标准为一个读数循环，以不少于二次读数循环的平均值作为该次的校准结果。然后进行下一个校准点，直至所有的校准点均进行完毕。读数过程中要求温湿度箱的温度和相对湿度值恒定或缓慢、均匀地变化。回程误差/湿滞误差与示值误差校准同时进行。在同一校准点上正、反行程示值之差的绝对值即为温湿度表的回程误差/湿滞误差。对数字式温湿度表，其示值漂移可任选温湿度点进行。记录数字式温湿度表在已JJF(闽)1020-20066恒定温度和相对湿度的温湿度箱中的初始显示值，然后每隔5min记录一次显示值直到30min,取各显示值与初始显示值的差值中绝对值最大的数值，即为数字式温湿度表的示值漂移。试验时应考虑温湿度箱的温湿度波动对校准结果的影响。在温湿度箱中进行。记录温湿度表在实验室环境条件下温度和相对湿度的初始值，打开温湿度箱的工作孔或门，迅速将温湿度表置入温湿度箱中，操作过程时间应小于10s,温湿度箱中的温度和相对湿度值应设置在大于实验室环境温度20℃,相对湿度大于20%点上，用秒表同步记录温湿度表示值由初始值上升到温湿度箱中的温度和相对湿度值的50%时各所需的时间Tos。重复测量3次，取3次平均值作为温湿度表的实际温度响应时间和相对湿度响应时间。每次测量结果对于平均值的偏差应在±10%以内。与示值误差校准同时进行，以10℃和30℃下相对湿度50%或60%的示值之差，与相同温度间隔的温度示值之差的比值即为温湿度表的温度系数。9校准结果处理9.1示值误差计算1)当用标准铂电阻温度计作标准器时，标准器测得的箱内温度可用表格内插法进行计算。即标准铂电阻温度计的电阻比用公式(1)计算：W(t)——标准铂电阻温度计的电阻比；R(t)——标准铂电阻温度计在t℃时的实测电阻值，Ω;R标准铂电阻温度计水三相点时的电阻值，Ω。由W(t)值查标准铂电阻温度计t=W(t)-(dw/dt)t。表格，即可求得箱内实际温度ta。2)当用二等标准水银温度计作标准器时，标准器测得的箱内实际温度t。用公式(2)计算：t,——标准水银温度计温度示值，℃;x——标准水银温度计检定证书上给出的温度示值修正值，℃。3)当用标准电动通风干湿表作标准器时，测得的箱内干球温度t即为实际温度ta。则被校准的温湿度表其温度示值误差为：JJF(闽)1020-20067ta——标准器测得的箱内实际温度4)当用精密露点仪作湿度标准器时，应将露点温度值ta换Ua——相对湿度，%;5)当用标准电动通风干湿表作湿度标准器时，若无相对湿度的指示值，应将测得△U——被校准温湿度表的相对湿度示值误差，%;U。——被校准温湿度表的相对湿度示值读数平均值，%;Ua——标准器测得的箱内相对湿度值，%。1)温度回程误差JJF(闽)1020-20068△th——被校温湿度表的温度回程误差，℃;t₂——被校温湿度表的温度正行程示值读数平均值，℃;t——被校温湿度表的温度反行程示值读数平均值，℃。2)相对湿度的湿滞误差△U₂——被校准温湿度表相对湿度的湿滞误差，%;U.——被校准温湿度表的相对湿度正行程示值读数平均值，%;U,—被校准温湿度表的相对湿度反行程示值读数平均值，%。以各单次回程误差/湿滞误差计算的最大值作为回程误差/湿滞误差的校准结果。9.3温度系数计算a——被校准温湿度表的温度系数，%RH/℃;U₁-U₂——被校准温湿度表在10℃和30℃下相对湿度读数平均值，%;t₁,t₂——被校准温湿度表在10℃和30℃下温度读数平均值，℃。10校准结果表达校准结果应在校准证书或校准报告上反映。温湿度表校准结果通常情况下应包含温度示值误差和相对湿度示值误差、回程误差/湿滞误差、示值漂移、响应时间和温度系数等内容，也可根据实际情况进行增删。校准结果还应包含校准不确定度。校准证书或报告应至少包括以下信息：a)标题，如“校准证书”或“校准报告”;b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点；d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；e)送校单位的名称(和地址);f)被校温湿度表的名称、型号规格、产品编号和制造商；g)进行校准的日期；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；i)本次校准所使用的测量标准的溯源性及有效性说明；JJF(闽)1020-20069j)校准环境的描述；k)校准结果及其不确定度的说明；1)校准证书或校准报告签发人、校准人、核验人的签名以及签发日期；m)校准结果仅对被校对象有效的声明；n)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。11复校时间间隔为确保校准结果的可信度，通常情况下应一年校准一次，特殊情况下应适当缩短。JJF(闽)1020-2006温湿度表温度示值校准结果不确定度评定A.1概述A.1.1校准依据：本校准规范。A.1.2校准标准：二等标准水银温度计，温湿度箱。A.1.3被校对象：机械指针式温湿度表，温度范围(-10~50)℃。A.1.4校准方法：将二等标准水银温度计和被校准温湿度表一同置于温湿度箱中，采用比较法在20℃进行校准。从而获得被校准温湿度表的示值误差。A.2数学模型被校准的温湿度表其温度示值误差计算公式为：t。——被校机械指针式温湿度表温度读数值，℃;t,——二等标准水银温度计读数值，℃;x——二等标准水银温度计在该温度点的示值修正值，℃。A.3方差和灵敏系数对公式(A.1)各分量求偏导，其中t,t.,x各分量彼此独立，因而得故被校准的温湿度表温度示值误差的合成方差和表示为：u²(△t)=u²(ta)+u²(ta)+uA.4标准不确定度评定A.4.1输入量t,的标准不确定度u(t.)输入量t,标准不确定度的主要来源如下：A.4.1.1二等标准水银温度计读数分辨力(估读)引入的标准不确定度u(t),用B类标二等标准水银温度计的读数分辩力为其分度值的1/10,即0.01℃,则不确定度区间半宽为0.01℃,按均匀分布处理。u(t,)=0.01/√3≈0.006℃,估计其不可靠性为20%,反正弦分布处理。u(t)=0.05/√2≈0.004℃,估计其不可靠性为20%,自由度v(ta)=12。A.4.1.3由温湿度箱温场不均匀引入的标准不确定度u(ts温湿度箱温场最大温差为0.2℃,则不确定度区间半宽为0.1℃,按均匀分布处理。u(t₃)=0.1/√3≈0.058℃,估计其不可靠性为10%,自由度为v(t.₃)=50。A.4.1.4温湿度箱温度波动引入的标准不确定度u(温湿度箱温场稳定性为±0.1℃,则不确定度区间半宽为0.1℃,按均匀分布处理。u(ta)=0.1/√3≈0.058℃,估计其不可靠性为10%,自由度u(ta)=50。u(t)=Vu²(t)+u²(ta)+u²(t3)+u²(A.4.2输入量x的标准不确定度u(x)将二等标准水银温度计和一台被校准的温湿度表同时放入恒定温度为20℃的温湿单位：℃JJF(闽)1020-2006被校准的温湿度表在(10~30)℃内，其最小分度值为1℃,按分度值的1/10估读，即0.1℃,则不确定度区间半宽为0.1℃,按均匀分布处理。u(ta)=0.1/√3≈A.5.1标准不确定度汇总(见表A.1)iakc11标准温度计的读数分辩力20.1℃0.1℃213被校准温湿度表的读数分辩力9其中：i——不确定度来源的序号；x——第个i输入量；u(x)——输入量的标准不确定度；u:(y)—合成标准不确定度分量；u.(y)=V|c₁u²()+|c₂|u²(t)+|c₃|²u温湿度表相对湿度示值校准结果不确定度评定B.1概述B.1.3被校对象：数字式温湿度表，相对湿度范围(10~100)%。将精密露点仪和被校准温湿度表一同置于温湿度箱中，采用比较法在相对湿度△U——被校准温湿度表的相对湿度示值误差，%;U。——被校准温湿度表相对湿度读数值，%;Ua——精密露点仪测得的相对湿度值，%。B.3方差和灵敏系数对公式(B.1)各分量求偏导，其中Ua,U各分量彼此独立，因而得：B.4.1输入量Ua的标准不确定度u(Ua)精密露点仪的读数分辩力为0.1℃,则不确定度区间半宽为0.05℃,20℃下对应相对湿度为0.2%,按均匀分布处理。u(Um)=0.2/√3≈0.12%,估计其不可靠性为20%,不确定度区间半宽为0.15℃,20℃下对应相对湿度为