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1、工作用数字温度计校准规范1范围本规范适用于以热电偶、热电阻为温度传感器，测量范围在（-60-1100）C的工作用数字温度计（以下简称数字温度计）的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG229-2010工业钳、铜热电阻JJF1262-2010铠装热电偶校准规范JJF1379-2012热敏电阻测温仪校准规范JJF1637-2017廉金属热电偶校准规范GB/T35145-2017冷链温度记录仪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。3概述数字温度计主要由温度传感器和显示部分组成。温度传感器主要包括热电偶、热电阻传感器
2、等类型；显示部分以数字方式直接将测量对象的温度值通过数码管或液晶等方式显示出来。数字温度计工作原理是通过温度传感器将温度的变化转换为电信号，经数字化处理后显示被测的温度值。其工作原理框图如图1所示。温度传感器信号处理单元显示单元图1数字温度计工作原理框图数字温度计广泛应用于石油、陶瓷、造船、化工、纺织、食品、有色金属、造纸、玻璃等行业。4计量特性4. 1示值误差4.1.1 以被测量值误差表示可见公式（1）。AmaX=K式中：AmaX允许示值误差，；K温度计允许的误差值，04.1.2 以与被测量值有关的量程和量化单位表示可见公式（2）。max=（O%xKS+d）（2）式中：除量化误差之外的其他因
3、素引起的综合最大测量误差系数，与准确度等级的数值相同；F.S被测量的量程；d分辨力。可自下列数系中选取：0.05、0.1、0.2、0.5、LOo5校准条件5.1 环境条件环境温度（1535）；相对湿度85虬周围除地磁场外，应无影响其正常工作的外磁场。5.2 测量标准及其他设备标准温度计、其他设备引入的扩展不确定度（=2）应小于被校准数字温度计最大允许误差绝对值的l40测量标准及其他设备可从表1中选择。表1测量标准及其他设备序号仪器名称测量范围技术要求用途1标准水银温度计(-60-300)C二等标准温度计2标准伯电阻温度计(-60419.527)二等3标准钿错10-钳热电偶(3001100)一等
4、或二等表1（续）序号仪器名称测量范围技术要求用途4恒温炉(300-1100)配备均温块（包括热管）的恒温设备，温度范围满足校准的要求；被校温度传感器插入均温块的深度与孔径之比大于10：1,从孔底算起轴向30mm炉内温差不大于0.5C,孔底部同一截面任意孔间的温差绝对值不大于0.25o提供恒定的均匀温场5恒温槽（-60室温）最大温差W0.02波动度：0.02C10min提供恒定的均匀温场(室温90)最大温差WO.OlC波动度:0.0C10min(90-300)最大温差0.02波动度:0.02C10min6电测设备如果用标准销电阻温度计时，应配备电阻档相对误差3X10工分辨力不低于0.Im用于测量
5、标准伯电阻的电阻值如果用标准热电偶时，应配备电压档准确度等级不低于0.02级、分辨力不低于IUV用于测量标准热电偶的热电势值7冰点恒温器恒温器深度应不小于200mm,工作区域温度变化W0.1为参考端提供0C的恒温场8水三相点瓶及保温装置用于核查标准伯电阻温度计的R2值9读数望远镜放大5倍以上，可调水平读取标准水银温度计示值6校准项目和校准方法6.1校准项目示值误差6.2校准方法6.2.1校准点的选择按量程均匀划分设定，不少于5个校准点，一般包括上限值、下限值和0（如有OC点）；当量程不超过50C时，一般每量程不应少于3个校准点。也可根据用户要求选择校准点。6.2.2中、低温区的校准被校数字温度
6、计的测温范围在（-60-300）区域内时，通常以0为界，高于0的量限向上限依次进行校准，小于0的量限向下限依次进行校准。将标准温度计和被校数字温度计按规定插入恒温槽中，使被校数字温度计的传感器与标准温度计尽可能靠近，并处于同一水平面。恒温槽恒定温度偏离校准点不超过0.2,以标准温度计为准。待恒温槽温度稳定后，开始读数，其顺序为：标准被校1被校2被校标准被校1被校2一被校分别读取标准温度计和被校数字温度计的示值，取两次循环读数的平均值作为测量结果，计算示值误差。6.2.3高温区的校准被校数字温度计的测温范围在(300-1100)C区域内时，当温度传感器长度能满足恒温炉的要求时，应在恒温炉内进行校
7、准；不满足恒温炉的要求时，应在短型恒温炉内进行校准。标准热电偶参考端应置于冰点恒温器中。校准时.，将标准热电偶套上保护管，被校数字温度计测量端套上绝缘瓷珠，围绕保护管均匀分布一周，并用银辂丝捆扎成一束，插入恒温炉内的均温块至底部，其测量端和标准热电偶的测量端处于同一径向截面上。标准热电偶处于恒温炉轴线位置上，被校数字温度计测量端处于炉内最高均匀温区，炉口处用绝缘耐火材料封堵。校准应由低温向高温逐点升温进行，当标准温度计的示值偏离校准温度点土5C以内，温度变化每分钟不超过0.2。C时开始读数，其顺序为：标准被校1被校2被物标准被校1被校2,被校分别读取标准温度计和被校数字温度计的示值，在每一校准
8、点的读数过程中，标准温度计示值变化不得大于0.5C。取两次循环读数的平均值作为测量结果，计算示值误差。6.3数据处理6.3.1示值误差的计算当标准器为标准水银温度计时，示值误差计算见公式(3)：r=r-(A+X)(3)式中:M数字温度计示值误差，;/数字温度计读数平均值，;A标准水银温度计读数平均值，；X标准水银温度计修正值，C。当标准器为标准伯电阻温度计时，示值误差计算见公式（4）和公式（5）：t=t-ta（4）式中：Z数字温度计示值误差，;/数字温度计读数平均值，;ta标准钳电阻温度计测得的实际温度，C；(5)(RlRlp-W2)2dW/dtt2名义温度，；Rl温度八时标准伯电阻温度计的电
9、阻值，Q；Rtp标准钳电阻温度计水三相点的电阻值，；明温度芍时标准钳电阻温度计的电阻比;dW/dt温度芍时标准钻电阻温度计电阻比的变化率，。当标准热电偶温度计作为测量标准时，示值误差计算见公式（6）和公式（7）：=（6）式中：Z数字温度计示值误差，；t数字温度计读数平均值，；th标准热电偶温度计测得的实际温度，式中:e1标准热电偶读数平均值，mV；e标准热电偶在温度G时的标称电势值，mV；S标准热电偶在温度为4时的塞贝克系数；t2名义温度，O7校准结果的表达校准后的数字式温度计出具校准证书,校准证书的内页信息和格式见附录B08复校时间间隔复校时间可根据实际使用情况自主决定，建议最长复校时间间隔
10、为1年。附录A校准原始记录参考格式工作用数字温度计校准原始记录委托单位型号/规格出厂编号制造单位测量范围准确度等级温度湿度%RH测量标准型号/规格出厂编号不确定度/准确度等级溯源证书号有效日期校准地点记录编号校准依据校准点/标准温度计数字温度计示值/平均值/修正值/实际值/示值/平均值/示值误差/扩展不确定度UrC校准员：核验员：校准日期：附录B校准证书内页参考格式工作用数字箱温度计校准结果内页格式校准结果校准所使用的主要标准器名称测量范围不确定度或最大允许误差溯源证书编号证书有效期至溯源机构名称校准的环境条件及地点：温度：C湿度：%RH其他：地点：校准日期年月日证书编号：示值误差校准温度/示
11、值误差/C扩展不确定度uc以下空白附录C示值误差校准不确定度评定示例一C.1概述被校准数字温度计的测量范围为（0-300）,分辨力为0.1C,依据本校准规范中示值误差的校准方法，在300校准点为例进行不确定度评定。测量标准为二等标准水银温度计。恒温槽最大温差WO.02、波动度：0.02oC10minoC.2测量模型M=t-(A+X)(C.1)式中：Z数字温度计示值误差，；t数字温度计读数平均值，C；A标准水银温度计读数平均值，C；X标准水银温度计修正值，由公式C.1可得灵敏系数为：Cl=5rt=,c2=5r6A=-l,c3=f/X=-LC.3输入量的标准不确定度(以300C点为例)C.3.1数
12、字温度计引入的不确定度输入量f的标准不确定度，其来源有数字温度计的测量重复性、数字温度计读数分辨力。C.3.1.1数字温度计测量示值重复性引入的标准不确定度在重复性条件下，进行10次测量，测量数据如下：表CJ单位：C次数12345678910读数300.2300.2300.1300.1300.2300.2300.1300.2300.1300.1一,Z(Xi-X)s(xi)=1旦=0.053CY/1-1w1(r)=0.0534=0.027C.3.1.2数字温度计读数分辨力引入的标准不确定的数字温度计最小分辨力为0.1,区间半宽为0.05C,按均匀分布，贝J:w2(r)=0.053=0.029分辨
13、力引入的不确定度和测量示值重复性引入的不确定度两者取大者，则:输入量/的标准不确定度：Us=Mt)2=0.029。CC.3.2标准水银温度计及其他设备引入的标准不确定度（八）标准水银温度计及其他设备引入的标准不确定度主要有标准水银温度计的估读误差、读数时视线与标准水银温度计不垂直、恒温槽温场不均匀及波动度。C.3.2.1标准水银温度计的估读误差引入的标准不确定度/（八）标准水银温度计的分度值为O1C,估读至分度值1/10,区间半宽为0.005,按均匀分布处理，贝必M1（八）=0.0053=0.(X)3oCC.3.2.2读数时视线与标准水银温度计不垂直引入的标准不确定度2（八）不垂直视差不确定度
14、0.01C,按反正弦分布，贝J:M2（八）=0.012=0.007oCC.3.2.3恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度的（八）恒温槽最大温差为0.02C,区间半宽为0.01,按均匀分布考虑，贝U:M3（八）=0.013=0.006oCC.3.2.4恒温槽温场波动度引入的标准不确定度心（八）恒温油槽波动性为0.02C,区间半宽为0.01,按均匀分布，则：m4（八）=0.013=0.006输入量对（八）、2（八）、小（八）、4（八）相互独立，则输入量A标准不确定度：W（八）=w,（八）2+m2（八）2+w3（八）2+M4（八）2=0.012C.3.3标准水银温度计修正值引入的标准不确定度(X)输入
15、量X的标准不确定度”(X),其来源有标准水银温度计传递不确定度、长期稳定性。C.3.3.1标准水银温度计传递不确定度引入的标准不确定度场(X)在300,标准水银温度计的扩展不确定度为U=0.06C4=2,贝J:M1(X)=0.06/2=0.030CC.3.3.2标准水银温度计的长期稳定性引入的标准不确定度U2(X)标准水银温度计长期稳定性为006C,按均匀分布，则：M2(X)=0.063=0.035oC输入量%(X)、的(X)相互独立，则输入量X标准不确定度:U(X)=mi(X)2+M2(X)2=0.046ocC.4合成标准不确定度C.4.1标准不确定度汇总表表C2标准不确定度分量灵敏系数不确
16、定度来源标准不确定度/G=I数字温度计0.029U（八）c2=-1标准水银温度计及其他设备0.012U(X)c3=-1标准水银温度计修正值0.046C. 4.2合成标准不确定度，合成标准不确定度为：Mt.=c1w(r)2+c（八）2c3w(X)2=0.0292+0.0122+0.0462=0.056CC.5扩展不确定度取4=2,则在300C时的扩展不确定度为：U=kwt.=20.056=0.12附录D示值误差校准不确定度评定示例二D. 1概述被校准数字温度计的测量范围为(-50-150),分辨力为0.1,依据本校准规范中示值误差的校准方法，在-40校准点为例进行不确定度评定。二等粕电阻温度计在
17、-40C时：发25.4636。，dWdr=O.0040385C;恒温槽最大温差WO.02O电测设备电阻档相对误差W3X10%D.2测量模型Z=tf(D.1)式中：Z数字温度计的示值误差，；t数字温度计读数平均值，；标准钻电阻温度计测得的实际温度，。由公式D.1可得灵敏系数为：cl=5rt=C2=r/ta=-1D.3输入量的标准不确定度(以-40点为例)D.3.1数字温度计输入量/引入的标准不确定度输入量1的标准不确定度，其来源有数字温度计测量重复性、数字温度计读数分辨力。D.3.1.1数字温度计测量示值重复性引入的标准不确定度在重复条件下，数字温度计在-40C进行10次测量，测量数据如下：表D
18、.1单位：C次数12345678910读数-40.1-40.3-40.2-40.1-40.2-40.2-40.1-40.1-40.1-40.3(x,.-x)2=0.082C一1片wI。)二0.082F= 0.041oCD.3.1.2数字温度计读数分辨力引入的标准不确定度出数字温度计最小分辨力为0.1C,区间半宽为0.05C按均匀分布，则:w2(0=0.053=0.029分辨力引入的不确定度和测量示值重复性引入的不确定度两者取大者，则:输入量，的标准不确定度：w(O=wl(O2=0.041D.3.2输入量。引入的标准不确定度Ng)输入量。的标准不确定度9)其来源有二等标准钻电阻温度计、二等标准钳
19、电阻温度计的稳定性、电测设备、恒温槽温场不均匀。D.3.2.1二等标准钳电阻温度计引入的标准不确定度亿)使用的二等标准钳电阻温度计的扩展不确定度为U=0.003,k=2则:u &)=0.0032= 0.002CD.3.2.2由标准箱电阻温度计的周期稳定性引入的标准不确定度29)按二等标准钳电阻温度计检定规程的要求，允许变化量换算成温度值不超过0.01,按均匀分布则：M2(/J=2-=0.006D.3.2.3标准钻电阻温度计配套电测设备引入的标准不确定度3也)标准钳电阻温度计配套电测设备的误差W3xl,-40校准点引入的电阻测量误差换算成温度为0.006C,区间半宽为0.006C,按均匀分布处理
20、，包含因子(=百，则：%(%)=殁=0.0OrCD.3.2.4恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度%9)恒温槽最大温差为0.02C,区间半宽为0.01,按均匀分布考虑，则:m4)=0.013=0.006oC输入量/9)、u2(ta).u3(ta).以伉)相互独立，则输入量乙标准不确定度:此)=+出9)“+/O)?+“P=0.22+0.62+0.0042+0.0062=0.009,CD.4合成标准不确定度合成标准不确定度为:=c1m(O2+c2m)2D. 4.1标准不确定度汇总表表D.2标准不确定度分量灵敏系数不确定度来源标准不确定度/Cl=1数字温度计0.041此)c2=-1二等标准钳电阻温度计
21、及其他设备0.009D.4.2合成不确定度合成标准不确定度为:UC=c1w(r)2+c2w)2=0.04120.0092=0.042oCD.5扩展不确定度U取4=2,则在-40时的扩展不确定度为：U=kt.=20.M2oC=0.1oC附录E示值误差校准不确定度评定示例三E. 1概述被校准数字温度计的测量范围为(300-1100),分辨力为Ie,依据本校准规范中示值误差的校准方法，在90Oc校准点为例进行不确定度评定。测量标准为二等标准热电偶温度计。恒温炉从孔底算起轴向30mm炉内温差不大于0.5,孔底部同一截面任意孔间的温差绝对值不大于0.25。电测设备电压档准确度等级不低于0.02级、分辨力
22、不低于1VoE.2测量模型i=Ib(E.1)式中:Z数字温度计示值误差，；t数字温度计读数平均值，；tb标准热电偶温度计测得的实际温度，由公式E.1可得灵敏系数为：cl=5r5r=1,C2=At1tb=-IoE.3输入量的标准不确定度(以900C点为例)E.3.1数字温度计引入的不确定度输入量，的标准不确定度Q),其来源有数字温度计的测量示值重复性、数字温度计读数分辨力。E.3.1.1数字温度计测量示值重复性引入的标准不确定度修。)在重复性条件下，进行10次测量，测量数据如下：表EJ单位次数12345678910读数901902901901900901902902900901Jn一,(X-X)
23、-=0.74ocM-Im1(0=0.744=0.37CE.3.1.2数字温度计读数分辨力引入的标准不确定的数字温度计最小分辨力为1,区间半宽为05C,按均匀分布，贝Mw2(r)=0.53=0.29C分辨力引入的不确定度和测量示值重复性引入的不确定度两者取大者，贝U:输入量，的标准不确定度：M)=”)2=0.37。CE.3.2标准热电偶温度计及配套设备引入的标准不确定度应)标准热电偶温度计及配套设备引入的标准不确定度主要有，标准热电偶温度计电测设备测量误差，标准热电偶稳定性，标准热电偶温度计冰点恒温器误差，标准热电偶温度计证书值，炉温波动。E.3.2.1标准热电偶温度计电测设备测量误差引入的标准
24、不确定度对()标准热电偶温度计在900时的热电势值为8.449mV电测设备在该点最大允差为0.85uV,按均匀分布考虑，贝J:m,)=O.853=0.491V换算成温度为：M1)=0.491/11.21=0.04oCE.3.2.2标准热电偶稳定性引入的标准不确定度与)%(J)按二等标准热电偶温度计本周期检XX果与上周期数据的允许变化量换算成温度值不超过IOUV按均匀分布则：w2)=1O3=5.8V,换算成温度为：w2)=5.811.21=0.52oCE.3.2.3标准热电偶温度计参考端温差引入的标准不确定度&)参考端温差不超过0.1,按均匀分布，贝J:m3)=0.13=0.06oCE.3.2.
25、4标准热电偶温度计证书值引入的标准不确定度如&)由温度量传系统表可知：%(J)=lOC3=0.33CE.3.2.5炉温波动引入的标准不确定度59)炉内温差不大于0.25C,区间半宽为0.125,按均匀分布考虑，则：w5)=0.1253=0.08oCE.4合成标准不确定度u(tb)输入量/&)、2/)、%(4)、4应)、.应)相互独立，则输入量J标准不确定度：M)=M1)2+W2)2+W3)2+w4)2+w5)2=64CE.4.1标准不确定度汇总表表E2标准不确定度分量灵敏系数不确定度来源标准不确定度/CI=I数字温度计0.37W(GC2=-1标准热电偶温度计及其他设备0.64E.4.2合成标准
26、不确定度C合成标准不确定度为：ue=c1w(2+c2w(rft)2=0.372+0.642=0.74E.5扩展不确定度取4=2,则在900C时的扩展不确定度为：U=kwr=20.74oC=1.5oCoJJF（黑）XX-2023附录F热电偶的塞贝克系数表温度/热电偶的塞贝克系数Sj(V7C)SRBKNEJT-2506.34-20015.74-15036.2333.1322.32-10030.4920.9245.1741.0928.39-5035.8024.3452.8246.6233.8905.405.29-0.2539.4526.1658.6750.3838.75105.655.56-0.13
27、39.9126.2659.5750.9739.47205.885.82-0.0140.3326.6060.4951.5040.27306.106.060.1040.6926.9761.4151.3341.11406.316.300.2241.0027.3462.3352.4441.96506.506.520.3341.2527.7263.2452.8542.821007.347.480.9041.3729.6467.5254.3646.782008.468.841.9939.9732.9974.0355.5153.153009.139.743.0541.4535.4277.9155.3558.
28、094009.5710.374.0642.2437.1380.0655.1561.805009.9010.895.0442.6338.2780.9355.9960010.2111.365.9642.5138.9680.6658.4970010.5311.836.8141.9039.2679.6562.1580010.8712.317.6441.0039.2978.4364.6390011.2112.798.4140.0039.0476.8362.44100011.5413.239.1238.9838.6175.1659.26120012.0313.9210.3636.4937.1957.24130012.1314.0810.8734.9336.01140012.1314.1311.28160011.8513.8811.69180011.48jjF（黑）XX-2023
