您当前的位置:检测资讯 > 法规标准
嘉峪检测网 2024-12-16 07:56
本文介绍了JJF 1171—2024《温湿度巡回检测仪校准规范》的修订背景、主要内容和计量特性,并对JJF 1171—2024与JJF 1171—2007《温度巡回检测仪校准规范》在适用范围、标准器、测量范围等方面的差异进行了详细比对,对JJF 1171—2024在使用过程中需注意的事项作了详细说明,以便计量校准人员正确理解、执行该校准规范。
1、修订背景
温湿度巡回检测仪是一种集成了多路温度与湿度传感器的温湿度测试设备,它将集传感器与显示仪表完美融合为一体,广泛应用于校准干燥箱、温湿度试验设备、培养箱等环境试验设备的温度和湿度参数,为企事业单位产品质量提升和节能减排提供了技术支撑。该设备同时在全国计量技术机构、科研机构、企业等方面广泛应用。
此前,温度巡回检测仪的校准工作遵循JJF 1171—2007 《温度巡回检测仪校准规范》(以下简称“原规范”)。原规范实施至今已有10余年,在-60 ℃~ 300 ℃范围内基本满足了温度巡回检测仪的量值传递要求。但随着科学技术的发展及社会需求的改变,原规范已经不能满足温湿度巡回检测仪发展的需要,也无法满足全面评价温湿度巡回检测仪的计量性能要求。因此,修订温度巡回检测仪校准规范,对于规范该类设备的生产和使用、方便计量校准机构开展工作、确保量值统一等方面具有重要意义。关于温湿度巡回检测仪,目前在国际标准化组织(ISO)和国际法制计量组织(OIML)中尚无对应的国际建议或其他技术文件,起草小组主要参考已正式发行的相关检定规程/校准规范的最新版本。JJF 1171—2024《温湿度巡回检测仪校准规范》(以下简称“新规范”)在编制格式上执行了JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》的规定,根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的要求评定不确定度,采用了JJF 1007—2007《温度计量名词术语及定义》中的相关定义。
新规范于2024年6月14日由市场监管总局批准发布,并将自2024年12月14日起开始实施。
2、 规范主要内容解析
2.1适用范围
当前市面上的巡回检测仪普遍支持温度、湿度传感器的灵活配置,且大部分巡回检测仪均配有湿度传感器,故将规范的名称由《温度巡回检测仪校准规范》改为《温湿度巡回检测仪校准规范》,更符合目前该类设备的实际情况。同时,新规范对适用范围进行了扩展,温度的测量范围由-60 ℃~ +300 ℃扩展到-80 ℃~ +1200 ℃,增加了湿度参数的校准,明确了在环境温度为5 ℃~ 40 ℃时,湿度测量范围为(5 ~ 95)%RH。现今,温度源也有了长足发展,-80 ℃的恒温槽已属于常规配置,完全能够实现-80 ℃ ~ 1200 ℃温度范围内的校准。
2.2 名词术语
2.2.1温湿度巡回检测仪
参考JJF 1007—2007中温度巡回检测仪的定义,在此基础上加入了“湿度”的内容。
2.2.2温度示值一致性
温度示值一致性定义为“校准状态下,巡回检测仪所有温度通道示值中,最大值与最小值的差值”,是指在符合新规范规定的环境条件、采用相应的测量标准和配套设备、依据校准方法进行校准时所得到的所有温度通道示值中最大值与最小值的差值。该定义基于以下考虑提出:
(1)反映巡检仪各通道测量结果的一致性程度,方便用户直观地判断巡回检测仪的性能。同样是温度示值误差为±0.20 ℃的巡回检测仪,各通道最大值与最小值的差值可以为0.00 ~ 0.40 ℃之间的任意值。
(2)方便用户使用。用户可在使用巡回检测仪测量其他设备(比如干燥箱)时,根据被测设备的技术指标和巡回检测仪的温度示值一致性来判断是否需要对各通道都加修正值使用。
(3)参考其他技术规范中涉及多通道仪器的要求。JJG 597—2005 《交流电能表检定装置》中给出了“多路输出的一致性”的要求,指出“具有多路输出的装置,各路输出的基本误差符合规定的同时,相互间基本误差最大变化值应不超过最大允许误差的30%”;JJG 205—2005《机械式温湿度计》之附录D温湿度检定箱的温湿度均匀度、波动度测试方法中要求“多路温度测量装置一套,每路温度最大允许误差不超过±0.1 ℃,各路间不一致性不大于0.1 ℃”;JJF 1098—2003《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》也提出了“通道间数据采集差
值”的要求,其具体测试方法为:在纳伏表上分别读取各通道的采样值,反复测量3次,取各通道采集数据的平均值为各通道的数据采集值,计算其中的最大值为通道间数据采集的差值。湿度示值一致性同理。
2.2.3巡检周期
新规范温度示值一致性的定义参考了GB/T 34050—2017《智能温度仪表 通用技术条件》中最小循环周期的定义:在采用循环方式工作的系统中,系统完成单次工作循环时所需的最短时间。
2.3 计量特性
2.3.1保留了“温度示值误差”,增加了“湿度示值误差”
起草小组通过调研厂家及查阅相关技术文件,汇总了目前常见的巡回检测仪的技术指标。综合这些文件中的要求和目前巡回检测仪的实际情况,通过实验以及对以往校准巡回检测仪数据的统计,给出了温湿度巡回检测仪温度示值误差和湿度示值误差的一般技术要求,具体如表1所示。
2.3.2增加了温度示值一致性和湿度示值一致性
温度示值一致性和湿度示值一致性指标反映了巡回检测仪各通道测量结果的一致性程度,越小越好。在足够小的情况下,用户在使用巡回检测仪测试设备时才可忽略一致性的影响,否则应对各通道加修正值使用,或在分析不确定度时应考虑一致性所带来的影响。目前,巡回检测仪更多考虑了示值误差而忽略了一致性指标,根据试验及以往的巡回检测仪校准数据,约90%的校准点的一致性数据能小于最大允许误差的绝对值,所以新规范在“计量特性”部分给出的指标是“应不超过温度示值最大允许误差的绝对值”。该指标应为多通道仪器所关注,希望能通过新规范提出的指标要求,促进巡回检测仪性能的提升。
2.3.3删除了功能性检查项目
2.4测量标准及其他设备
2.4.1增加了标准器
考虑到目前计量技术机构的使用情况,删除了标准汞基温度计,继续保留标准水银温度计作为标准器。由于《水俣公约》生效后,标准水银温度计将有可能受到影响,且巡回检测仪的测量范围也远远超出标准水银温度计的测量范围,温度范围扩展到1200 ℃,所以增加了标准铂铑10-铂热电偶温度计作为温度标准器。因为增加了湿度参数,所以增加了精密露点仪作为湿度测量标准器。
2.4.2增加了电测设备
电测设备电阻测量相对误差不低于±5×10-5,与标准铂电阻温度计配合使用;电压准确度等级为0.01级,分辨力不低于0.1 μV,与标准铂铑10-铂热电偶温度计配合使用。
2.4.3提高了恒温槽的技术要求
随着计量技术的发展,恒温槽的性能指标有了很大的提升,能够满足上述要求。主要是因为巡回检测仪的测量准确度逐步提高,要求标准装置也相应提升。
2.4.4增加了检定炉
检定炉的指标参考了JJF 1262—2010 《铠装热电偶校准规范》,为高温热电偶传感器的校准提供温度源。
2.4.5增加了湿度发生器
用于校准湿度的传感器,可以为温湿度标准箱,也可以为湿度发生器。使用温湿度标准箱时,可适当减小有效工作区域以满足技术指标要求;湿度发生器应能控制温度,且温度指标满足要求。
2.4.6增加了恒温箱
恒温箱用于所配传感器为内置式温度传感器的巡回检测仪的校准,指标参考了JJF 1366—2012《温度数据采集仪校准规范》和JJG 993—2018《电动通风干湿表》的要求。经调研,目前的高精度恒温箱可以达到该指标要求。
2.4.7增加水三相点瓶及其冻制装置
对于高精度的巡回检测仪,需在校准前先测量标准铂电阻温度计的Rtp值,并使用新测得的Rtp值计算标准温度值,从而降低最终的测量不确定度。
2.5 校准项目和校准方法
2.5.1校准项目
根据巡回检测仪所配传感器的不同,可在温度示值误差、湿度示值误差、温度示值一致性、湿度示值一致性中确定校准项目。
2.5.2校准方法
(1)根据所配传感器的测量范围,相应地选择标准器和配套设备。恒温槽(恒温箱)和标准铂电阻温度计(标准水银温度计)配套使用,检定炉和标准铂铑10-铂温度计配套使用。
(2)通过实验发现,使用恒温槽做温度源时,传感器直接插入介质时要好于使用玻璃管,玻璃管内放入适当介质时要好于没有介质。所以,校准时应尽可能直接插入介质。因传感器封装不能直接插入介质的,可使用玻璃管,管内放入适当介质,介质可与恒温槽介质相同,介质高度约温度传感器长度的2/3,且玻璃管与传感器相适应,不能塞满玻璃管。
(3)温度校准和湿度校准读取数据的次数统一规定为4次。这是因为热电偶校准时,检定炉波动度较大会对读数次数产生影响。原规范中规定读数2次,JJF 1076—2001中规定读数3次,新规范统一规定为读数4次。
(4)由于现有的巡回检测仪多为自动巡检,很少再手动改换通道,巡检时不会出现逆向巡检,所以取消了往复循环读数。
(5)规定了湿度校准时标准器的放置,对于投入式的精密露点仪,要求精密露点仪的温度传感器放置在上风口,露点传感器放置在下风口,两者的距离为(5 ~ 10)cm。这是因为露点传感器工作时会发热,需要避免影响温度测量。
2.5.3数据处理
因为标准器的不同,分别给出了使用标准铂电阻温度计、标准水银温度计、标准铂铑10-铂热电偶温度计时,计算温度示值误差的处理方法及湿度示值误差的计算方法。同时,给出了温度示值一致性和湿度示值一致性的计算公式。
2.6 附录
(1)结合校准参数和测量范围的变化,修改了原始记录和校准证书内页格式,增加了高温校准、湿度校准的相关表格。
(2)增加了不确定度分析示例,包括标准器为标准铂电阻温度计和标准铂铑10-铂热电偶温度计的温度示值误差的不确定度评定,以及湿度示值误差的不确定度评定。
3、 规范执行中需注意的事项
3.1校准准备工作
有的巡回检测仪需要每个通道都输入对应传感器的参数以提高测量准确度,允许在校准前依据相应检定规程/校准规范单独校准传感器,并将相关参数输入巡回检测仪,但在巡回检测仪开始校准后不应再改变。
配置AA级或A级铂电阻传感器的巡回检测仪,校准时应使用标准铂电阻温度计作测量标准。校准前,将标准铂电阻温度计放入冻制好的水三相点瓶中测量其Rtp值,以此计算标准温度值,从而降低最终的测量不确定度。
对温度传感器进行校准时,若温度传感器不能直接接触槽内介质,可将其放置在内径与传感器直径相适应的玻璃试管中,并在管内放入适当导热介质(可与恒温槽介质相同),介质高度约为温度传感器探头长度的2/3。为消除玻璃试管内的空气对流,管口应用脱脂棉塞紧,这样可大幅提高校准的准确性。
3.2 校准过程
根据巡回检测仪所配置的温度传感器,在其常规测量范围内均匀选择不少于5个校准点,也可以根据用户需要选择校准点。带有负温区的巡回检测仪,校准点应包括0 ℃。在恒温槽或恒温箱中校准时,室温以上校准点按从低温到高温、室温以下校准点按从高温到低温的顺序,逐点进行校准。
4、 结束语
温湿度巡回检测仪在测量环境试验设备、数据中心机房等方面发挥了重要作用,为节能减排、提升产品质量提供了技术保障。在新规范的修订过程中,各参加修订单位通力合作,以原规范为基础,结合同类计量技术规范、产品说明书等技术资料,重新设计了计量性能指标。通过多次实验验证其校准项目和校准方法可操作性强,计量特性及技术指标科学合理,基本满足当前温湿度巡回检测仪的实际溯源要求,能较好地对各类温湿度巡回检测仪进行客观公正的评价。
来源:《中国计量》