JJF1183—2025 代替 JJF1183-2007
温度变送器校准规范
CalibrationSpecificationforTemperatureTransmitters
2025-02-08发布2025-08-08实施
国家市场监督管理总局 发布
归口单位:全国温度计量技术委员会
主要起草单位:上海市计量测试技术研究院
中国计量科学研究院
参加起草单位:新疆维吾尔自治区计量测试研究院
重庆市计量质量检测研究院
福禄克测试仪器(上海)有限公司
本规范委托全国温度计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
朱毅晨(上海市计量测试技术研究院)
姚丽芳(上海市计量测试技术研究院)
生 莹(中国计量科学研究院)
参加起草人:
凌彦萃(上海市计量测试技术研究院)
卓 华(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)
张 雯(重庆市计量质量检测研究院)
陈 宇[福禄克测试仪器(上海)有限公司]
目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语…………………………………………………………………………………… (1)
4 概述…………………………………………………………………………………… (1)
5 计量特性……………………………………………………………………………… (2)
6 校准条件……………………………………………………………………………… (3)
6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (3)
6.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (3)
6.3 电源………………………………………………………………………………… (5)
7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (5)
7.1 校准项目…………………………………………………………………………… (5)
7.2 校准方法…………………………………………………………………………… (5)
7.3 数据处理…………………………………………………………………………… (6)
8 校准结果表达………………………………………………………………………… (7)
9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (8)
附录A 温度变送器校准时的设备连接方式………………………………………… (9)
附录B 校准记录参考格式…………………………………………………………… (11)
附录C 校准报告内页参考格式……………………………………………………… (13)
附录D 不带传感器温度变送器测量结果的不确定度计算示例…………………… (14)
附录E 带传感器的模拟输出温度变送器测量结果的不确定度计算示例………… (17)
附录F 带传感器的数字输出温度变送器测量结果的不确定度计算示例………… (20)
Ⅰ
JJF1183—2025
引 言
JJF1001—2011 《通用计量术语及定义》、JJF1007—2007 《温度计量名词术语及定
义》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1—2012 《测量不确
定度评定与表示》共同构成支撑本规范修订工作的基础性系列规范。
本规范技术内容的编写参考了GB/T17614.3 《工业过程控制系统用变送器 第
3部分:智能变送器性能评定方法》、GB/T28473.1 《工业过程测量和控制系统用温度
变送器 第1部分:通用技术条件》和IEC62828-3:2018 《工业过程测量变送器的参
考条件及程序 第3部分:温度变送器》(Referenceconditionsandproceduresfor
testingindustrialandprocessmeasurementtransmitters—Part3:Specificproceduresfor
temperaturetransmitters)。
本规范代替JJF1183—2007,与JJF1183—2007相比,除编辑性修改外,主要变化
如下:
———扩大了适用范围,增加了输出为数字信号或模拟、数字混合信号的温度变
送器;
———引用文件中删除了废止标准JJG128 《二等标准水银温度计检定规程》、JB/T8622
《工业铂热电阻技术条件及分度表》;
———引用文件中删除了标准间内容有重复的标准GB/T16839.2 《热电偶 第2部
分:允差》、JB/T8623 《工业铜热电阻技术条件及分度表》;
———删除了DDZ电动单元组合系列温度变送器的内容;
———删除了绝缘电阻、绝缘强度的校准;
———调整了测量标准及其他设备;
———修改了不带传感器的变送器的读数次数,增加了数字信号温度变送器校准的
叙述;
———删除了附录DDZ系列和模块式温度变送器影响计量性能的有关要求和测量
方法;
———增加了带传感器的温度变送器的测量不确定度评定;
———增加了数字信号温度变送器的测量不确定度评定。
本规范历次版本发布情况为:
———JJF1183—2007 《温度变送器校准规范》;
———JJG829—1993 《电动温度变送器检定规程》。
Ⅱ
JJF1183—2025
温度变送器校准规范
1 范围
本规范适用于温度传感器为热电阻或热电偶,输出为标准化模拟电信号、数字信号
或模拟、数字混合信号的温度变送器的校准。变送器包括带传感器和不带传感器两种类
型。其他类型变送器可参考本规范进行校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG141 工作用贵金属热电偶检定规程
JJG229 工业铂、铜热电阻检定规程
JJF1007 温度计量名词术语及定义
JJF1637 廉金属热电偶校准规范
GB/T17614.3 工业过程控制系统用变送器 第3部分:智能变送器性能评定
方法
GB/T28473.1 工业过程测量和控制系统用温度变送器 第1部分:通用技术
条件
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(包括所有的修改版)适用于本规范。
3 术语
JJF1007界定的及以下术语和定义适用于本规范。
3.1 温度变送器 temperaturetransmitter
一种将温度变量转换为可传送的标准化模拟或数字输出信号的仪器。
3.2 智能变送器 intelligenttransmitter
具备与外部系统和操作人员双向通信功能,发送测量和状态信息、接收和处理外部
命令的变送器。
[来源:GB/T17614.3,3.1]
4 概述
温度变送器(以下简称变送器)主要用于工业过程中温度参数的测量和控制,其模
拟输出信号与温度变量之间有连续的函数关系。不带传感器的变送器(也叫信号转换
器),由测量单元、数据处理单元和电输出子系统组成,如图1所示。其输出信号有
4mA~20mA (或1V~5V)等模拟直流信号、标准化数字信号,以及模拟直流信号
叠加标准化数字信号。
智能变送器一般包括显示单元和人机接口,以实现量值、量程等参数的调整。部分
1
JJF1183—2025
智能变送器配置了外围系统接口,具有现场总线功能。
图1 变送器原理框图
5 计量特性
变送器的测量误差是温度转换成标准化输出信号时产生的误差。校准时,由测得的
电信号量值减去输入温度约定的转换量值得到。可以用直流电信号mA、V 或者温度单
位℃、K表示,也可以用量程的百分比表示。
a)不带温度传感器的变送器准确度等级按量程大小予以划分,见表1和表2。
表1 热电偶温度变送器准确度等级
量程ΔV/mV 变送器准确度等级
ΔV≥28 0.1
28>ΔV≥5 0.2
5>ΔV≥3 0.5
3>ΔV≥2 1.0
注:表中量程ΔV 是指变送器对应温度测量范围的电输入电压变化量。
来源:GB/T28473.1—2012,表1。
表2 热电阻温度变送器准确度等级
Pt100热电阻量程ΔR/Ω 变送器准确度等级
ΔR≥40 0.1
40>ΔR≥20 0.2
20>ΔR≥4 0.5
4>ΔR≥2 1.0
注:表中量程ΔR 是指变送器对应温度测量范围的电输入电阻变化量。
来源:GB/T28473.1—2012,表2。
在标准条件下,变送器的准确度等级与最大允许误差的关系见表3。
2
JJF1183—2025
表3 准确度等级与最大允许误差
准确度等级最大允许误差(%FS)
0.1 ±0.1
0.2 ±0.2
0.5 ±0.5
1.0 ±1.0
注:最大允许误差是以输出量程(FS) 的百分数表示。当输入的温度变量与输出信号呈线性
函数关系时,最大允许误差也可以以输入量程的百分数表示。
b)带传感器的变送器最大允许误差由传感器的允差和不带传感器的变送器的允差
共同组成,其数值为两者的绝对值之和。
注:准确度等级仅作参考,不作合格判定。
6 校准条件
6.1 环境条件
环境温度15℃~35℃,相对湿度<85%。
为保障校准具有尽可能小的不确定度,建议校准时尽可能地在以下标准环境条件下
进行。
a)环境温度:20℃±2℃ (0.1级~0.2级变送器),20℃±5℃ (0.5级~1.0级
变送器);
b)相对湿度:45%~75%;
c)变送器周围除地磁场外,应无影响其正常工作的外磁场。
环境条件还应满足测量标准及其他设备使用的相关要求。
6.2 测量标准及其他设备
校准时由测量标准及其他设备引入的扩展不确定度U (k=2)应不大于被校变送器
最大允许误差绝对值的1/3。可按被校变送器的类型参考表4进行选择,不排除选用满
足测量不确定度要求的其他仪器。
表4 变送器校准用测量标准及其他设备
序号仪器设备名称技术要求用途备注
1
标准铂电阻温度计二等标准或以上
标准热电偶温度计二等标准或以上
直流电阻箱不低于0.02级
直流低电势电位差计
或标准直流电压源
相对误差不大于±0.02%
带传感器的变送器的测
量标准
不带传感器的变送器的
测量标准
3
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表4 (续)
序号仪器设备名称技术要求用途备注
2 电测设备
相对误差不大于±0.005% 与标准铂电阻温度计配
套使用
相对误差不大于±0.01%
分辨力不低于0.1μV 与标准热电偶配套使用
3 恒温槽
温度范围:-80℃~300℃
波动性≤0.02℃/10min
均匀性≤0.01℃
4 高温恒温源
温度范围:300℃~850℃
测量区域温差不大于热电阻上限
温度允差的1/8
5 低温恒温源
温度范围:-196℃~-80℃
波动性≤0.02℃/10min
均匀性≤0.01℃
为带传感器的变送器提
供温源
6 廉金属偶检定炉
温度范围:300℃以上使用时应
配置等温块;
有效工作区域轴向30 mm 内,
任意两点温差绝对值不大于
0.5℃;径向半径不小于14mm
范围内,同一截面任意两点的温
差绝对值不大于0.25℃
为带传感器(廉金属热
电偶)的变送器提供
温源
7 贵金属偶检定炉(S
型、R型)
炉长约600 mm,炉管内径约
20mm,常用温度为1100 ℃,
炉内温度最高点偏离炉子几何中
心不大于20 mm,温度最高点
±20 mm 内有温度变化梯度;
≤0.4℃/10mm 的均匀温场
为带传感器(S型、R
型热电偶)的变送器提
供温源
8 贵金属偶检定炉(B
型)
炉长约600 mm,炉管内径约
20mm,常用温度为1500 ℃,
炉内温度最高点偏离炉子几何中
心不大于20 mm,温度最高点
±20mm 内有温度变化梯度
≤0.5℃/10mm 的均匀温场
为带传感器(B型热电
偶)的变送器提供温源
4
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表4 (续)
序号仪器设备名称技术要求用途备注
9
直流电流表0mA~30mA,
相对误差不大于±0.05%
直流电压表0V~5V、0V~50V,
相对误差不大于±0.05%
数据通信终端(过程
校准仪或手持终端) 具有读取数字信号功能
输出信号测量设备
10 补偿导线
经校准具有
15℃~35℃的修正值
具有参考端温度自动补
偿变送器(不带传感
器)校准用的专用连线
11 0℃恒温器温度偏差不超过±0.1℃ 提供0℃恒温环境
0 ℃ 恒
温器可
用冰点
槽代替
12 标准电阻100Ω (250Ω)不低于0.05级
与直流电压表组合取代
直流电流表作为变送器
输出信号的测量设备
6.3 电源
变送器的工作电源:
———交流供电的变送器,其电压变化不超过额定值的±1%、频率变化不超过额定
值的±1%、失真小于5%;
———直流供电的变送器,其电压变化不超过额定值的±1%、纹波小于0.1%。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
测量误差。
7.2 校准方法
7.2.1 准备工作
a)设备配置与连接
温度变送器校准时的设备连接方式见附录A 。
b)通电预热
变送器在进行测量误差校准前与测量标准同时放置于校准环境中,应保持足够长的
时间(通常不少于1h),然后进行通电预热(通常不少于0.5h),也可按照仪器说明
书进行。
5
JJF1183—2025
7.2.2 校准
校准点的选择:校准点的选择应按量程均匀分布,一般应包括上限值、下限值在内
不少于5个点。也可按用户要求选择校准点。
a)带温度传感器的变送器校准
变送器测量误差的校准在正行程上进行,即从变送器温度范围的下限开始,自下而
上逐点进行测量,直至上限。
校准传感器是热电阻的变送器,应使用标准铂电阻温度计作为测量标准。校准时,
变送器与标准铂电阻温度计应置于恒温槽有效工作区域同一水平位置,且有足够的插入
深度,一般不少于200mm。恒温槽槽温偏离校准点不超过±0.2 ℃,且整个读数过程
温度变化不超过0.04℃。
校准传感器是热电偶的变送器,如使用标准热电偶温度计作为测量标准,且应根据
热电偶分度号的不同,选用合适的检定炉作为恒温源。校准时,变送器与套上保护管的
标准热电偶应分别插入管式炉中的均温块至底部,处于炉内最高均匀温区,炉口处用绝
缘耐火材料封堵。检定炉炉温偏离校准点不超过±3℃,温度变化每分钟不超过0.2℃
(S、R型热电偶每分钟不超过0.1℃),且整个读数过程温度变化不超过0.5℃。
读数时,应按标准→被校1→被校2……被校n→被校n……被校2→被校1→标准
的顺序分别读取标准温度计的示值和变送器的输出值(模拟或数字),共读取两个循环
4次数。
b)不带温度传感器的变送器校准
变送器输入信号是热电阻时,应使用直流电阻箱作为测量标准;输入信号是热电偶
时,应使用直流低电势电位差计或标准直流电压源作为测量标准。
输入下限温度对应的传感器标称电量值,读取变送器的输出值(模拟或数字);然
后开始增大输入信号,分别输入各校准点温度所对应的标称电量值,并读取变送器的输
出直至上限。在每个校准点上,变送器的输出值均应读取4次数据。
注:对热电偶输入的变送器(具有参考端温度自动补偿),各被校点的输入信号应为校准点对应
的电量值减去补偿导线修正值。
在读取智能温度变送器输出数字信号时,可使用数据通信终端读取数字信号输出的
温度值或者其他测量结果(例如电流值等)。
测量混合信号输出的温度变送器时,可根据客户需要选择模拟或者数字信号作为测
量结果。
注:在数据通信终端没有相应数字信号协议的情况下,可直接用变送器显示单元的示值作为测
量结果。
7.3 数据处理
7.3.1 带传感器的变送器测量误差的计算
模拟信号输出的变送器按式(1)计算测量误差:
ΔA=Ad- Am
tm (ts-t0)+A0 ? ? ??
? ? ??
(1)
6
JJF1183—2025
式中:
ΔA———模拟信号输出变送器各校准点的测量误差,mA 或V ;
Ad———变送器在校准点实际输出的平均值,mA 或V;
Am———变送器的输出量程,mA 或V;
tm———变送器的输入量程,℃;
ts———标准温度计测得的平均温度值,℃;
t0———变送器输入范围的下限对应的温度,℃;
A0———变送器输出的设定下限值,mA 或V 。
数字信号输出变送器按式(2)计算:
Δt=t-ts (2)
式中:
Δt———变送器各校准点的测量误差,℃;
t———变送器输出温度量值的平均值,℃。
7.3.2 不带传感器的变送器测量误差的计量
不带温度传感器的变送器测量误差仍按公式(1)计算,此时式中ts 为模拟热电阻
(或热电偶)输入信号对应的温度值。
变送器测量误差可以用输出的单位表示,也可以用温度单位表示,或者以输入(或
输出)的百分数表示。
由于变送器的输出通常都是温度的线性函数,它们之间的换算可以按式(3)进行:
ΔA=Am
tm ·Δt (3)
计算过程数据处理原则:小数点后保留的位数应以修约误差小于变送器最大允许误
差的1/10~1/20为限(相当于比最大允许误差多取一位小数)。
8 校准结果表达
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或应用有关时,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;
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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;
p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
9 复校时间间隔
由于复校时间间隔的长短是由变送器的使用情况、使用者、本身质量等诸多因素所
决定的,因此送校单位可根据实际使用情况决定其复校时间间隔,建议一般不超过
1年。
8
JJF1183—2025
附录A
温度变送器校准时的设备连接方式
A.1 模拟输出变送器输出部分的连接
A.1.1 二线制模拟输出变送器
二线制模拟输出变送器输出部分的连接如图A.1所示。
图A.1 二线制模拟输出变送器输出部分的连接
A.1.2 四线制模拟输出变送器
四线制模拟输出变送器输出部分的连接如图A.2所示。
图A.2 四线制模拟输出变送器输出部分的连接
A.2 数字输出变送器输出部分的连接
数字信号变送器输出部分的连接如图A.3所示。
图A.3 数字信号变送器输出部分的连接
无线变送器会将数字信号以无线传输的方式发出,数据通信终端通过无线通信模块
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JJF1183—2025
接收变送器的输出信号。
A.3 不带温度传感器的变送器输入部分的连接
A.3.1 热电偶输入的变送器
具有参考端温度自动补偿时,应采用补偿导线法,按图A.4接线。
图A.4 补偿导线法测量接线示意图
不具有参考端温度自动补偿时,按图A.5接线。
图A.5 不具有参考端温度自动补偿时的测量接线示意图
A.3.2 热电阻输入的变送器
三线制热电阻输入的变送器,校准时可按图A.6接线。四线制热电阻输入的变送
器,校准时可按图A.7接线。
图A.6 三线制热电阻输入的变送器的测量接线示意图
图A.7 四线制热电阻输入的变送器的测量接线示意图
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附录B
校准记录参考格式
温度变送器校准记录(带传感器)
送校信息
委托单位型号规格
出厂编号生产厂家
测量范围准确度等级
校准信息
原始记录编号证书编号
校准地点校准依据
温度/℃ 相对湿度/%
测量标准
信息
名称型号规格出厂编号
不确定度/
准确度等级
证书编号有效日期
校准点/℃
对应电量值/mA (V)
测量标准
示值/℃
1234
平均值
变送器输
出值/mA
(V)
1234
平均值
修正后变送器输出值/mA
(V)
测量误差/mA (V)
测量误差/℃
U (k=2)/℃
校准员: 核验员: 校准日期:
11
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温度变送器校准记录(不带传感器)
送校信息
委托单位型号规格
出厂编号生产厂家
测量范围准确度等级
分度号
校准信息
原始记录编号证书编号
校准地点校准依据
温度/℃ 相对湿度/%
补偿导线修正值e/mV
测量标准
信息
名称型号规格出厂编号
不确定度/
准确度等级
证书编号有效日期
校准点/℃
对应电量值/mA (V)
变送器输
出值/mA
(V)
1234
平均值
修正值/mA (V)
修正后变送器输出值/mA
(V)
测量误差/mA (V)
测量误差/℃
U (k=2)/℃
校准员: 核验员: 校准日期:
12
JJF1183—2025
附录C
校准报告内页参考格式
校 准 结 果
1 测量范围:
2 模拟输出/数字输出说明:
3 分度号:
校准点设定输出值测量误差
扩展不确定度
U (k=2)
℃ mA (V) mA (V) ℃ ℃
以下空白
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附录D
不带传感器温度变送器测量结果的不确定度计算示例
D.1 被校变送器
被校对象为与K型热电偶配用的温度变送器(不带温度传感器),具有参考端温度
自动补偿功能。测量范围:0℃~500℃,输出4mA~20mA。
D.2 测量标准
选用标准直流电压电流发生器作为输入的测量标准,其100mV输出挡的最大允许
误差为± (0.02%读数+0.01mV)。直流电流表测量范围为0mA~24mA,最大允许
误差为± (0.02%读数+0.001mA)。
直流电压电流发生器100mV 挡电压最大允许误差对应于温度的最大允许误差如
表D.1所示。
表D.1 直流电压电流发生器主要技术指标
热电偶类型
测量(输出)信号范围
t/℃
最大允许误差
Δ/℃
K
-200≤t<0
0≤t<900
900≤t≤1370
±0.2
±0.3
±0.6
校准时使用补偿导线和0℃恒温器。
校准点为(℃):0、100、200、300、400、500。
D.3 测量模型
测量误差的测量模型为:
ΔA=Ad- Am
tm (ts1-t0)+A0 ? ? ??
? ? ??
(D.1)
式中:
ΔA———模拟信号输出变送器各校准点的测量误差,mA 或V ;
Ad———变送器在校准点实际输出的平均值,mA 或V;
Am———变送器的输出量程,mA 或V;
tm———变送器的输入量程,℃;
A0———变送器输出的设定下限值,mA 或V ;
ts1———模拟热电阻(或热电偶)输入信号对应的温度值,℃;
t0———变送器输入范围的下限对应的温度,℃。
D.4 灵敏系数
c1=∂ΔA/∂Ad=1
c2=∂ΔA/∂ts1=-0.032mA/℃
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JJF1183—2025
D.5 输入量的标准不确定度
D.5.1 输入量Ad的标准不确定度u(Ad)的评定
输入量Ad的不确定度来源主要有两部分:被测变送器输出电流的重复性和多功能
现场校准仪的测量误差。
a)输出电流重复性引入的标准不确定度u1(Ad)
重复性引入的标准不确定度(A 类)可以用实验标准偏差来评估。在对变送器各
校准点进行等精度6次测量后分别计算出实验标准偏差,取最大的smax=1.8μA (具体
测量数据略)。由于校准时只对变送器进行一个行程的测量以计算测量误差,因此
u1(Ad)=smax=1.8μA。
b)直流电流表的测量误差引入的标准不确定度u2(Ad)
电流表的最大允许示值误差为Δ=±(0.0018~0.0050)mA;按均匀分布考虑,
包含因子k= 3,则u2(Ad)=0.0010mA~0.0029mA。
D.5.2 输入量ts1的标准不确定度u(ts1)的评定
输入量ts1的不确定度主要来自测量标准的示值误差,补偿导线修正值和0 ℃恒温
器导致的不确定度。由于测量时的环境温度均在测量标准保持准确度的环境内,因此
温、湿度影响可以忽略不计。
a)直流电压电流发生器的标准不确定度u1(ts1)可以采用B类方法进行评定:测
量标准的最大允许误差见表D.1中的Δ,取测量范围中最大的为±0.3℃。按均匀分布
考虑,则u1(ts1)=|Δ|/3=0.173℃,即0.0055mA。
b)补偿导线引入的标准不确定度u2(ts1):修正值e(20℃时)的校准扩展不确定
度为U =3.3μV,k=2。则u2(ts1)=3.3μV/2=1.65μV,即0.039℃~0.042℃。
c)0℃恒温器引入的标准不确定度u3(ts1):0℃恒温器的最大温度偏差为±0.1℃,
按均匀分布考虑。因此u3(ts1)=0.058℃。
D.6 合成标准不确定度
D.6.1 标准不确定度汇总表
输入量的标准不确定度汇总于表D.2。
15
JJF1183—2025
表D.2 变送器各校准点标准不确定度汇总表
标准不确
定度
不确定度来源标准不确定度值灵敏系数|ci|u(xi)
mA
u(Ad)
测量重复性u1(Ad) 0.0018mA
示值误差u2(Ad)
0.0010mA (0℃)
0.0014mA (100℃)
0.0018mA (200℃)
0.0021mA (300℃)
0.0025mA (400℃)
0.0029mA (500℃)
1
0.0018
0.0010 (0℃)
0.0014 (100℃)
0.0018 (200℃)
0.0021 (300℃)
0.0025 (400℃)
0.0029 (500℃)
u(ts1)
测量标准示值
误差u1(ts1) 0.173℃
补偿导线u2(ts1) 0.039℃~0.042℃
0℃恒温器u3(ts1) 0.058℃
-0.032
(mA/℃)
0.0055
0.0013
0.0018
注:u(xi)表示各不确定度分量,ci 表示灵敏系数。
D.6.2 合成标准不确定度的计算
输入量Ad及ts1不确定度互不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到:
uc(ΔA)= |c1|×u1(Ad) 2+ |c1|×u2(Ad) 2+ |c2|×u1(ts1) 2+ |c2|×u2(ts1) 2+ |c2|×u3(ts1) 2
变送器各测量点的uc(ΔA)依次为:
0℃时,uc(ΔA)=0.0063mA;
100℃时,uc(ΔA)=0.0064mA;
200℃时,uc(ΔA)=0.0065mA;
300℃时,uc(ΔA)=0.0066mA;
400℃时,uc(ΔA)=0.0068mA;
500℃时,uc(ΔA)=0.0069mA。
D.7 扩展不确定度的计算
取包含因子k=2。扩展不确定度U =2uc(ΔA)。
变送器各测量点的扩展不确定度依次为:
0℃时,U =0.013mA,k=2;
100℃时,U =0.013mA,k=2;
200℃时,U =0.013mA,k=2;
300℃时,U =0.014mA,k=2;
400℃时,U =0.014mA,k=2;
500℃时,U =0.014mA,k=2。
变送器各校准点测量误差的扩展不确定度取最大时,U =0.014mA。对于0 ℃~
500℃的变送器而言,转换为对温度的影响时,U =0.5℃ (相当于0.1%FS)(k=2)。
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附录E
带传感器的模拟输出温度变送器测量结果的不确定度计算示例
E.1 被校变送器
被测对象:带温度传感器的温度变送器(以下简称变送器),测量范围0 ℃ ~
300℃,输出信号4mA~20mA。
E.2 标准仪器及其他设备
测量标准:二等标准铂电阻温度计;
恒温槽:恒温水槽,均匀性≤0.02℃,波动性≤0.04℃/10min;
恒温油槽,均匀性≤0.02℃,波动性≤0.04℃/10min;
测量标准电测设备:测温电桥,MPE:±5.0×10-5;
输出信号电测设备:多功能测温仪,MPE:±5.0×10-5FS。
E.3 测量模型
ΔA=Ad- Am
tm (ts2-t0)+A0 ? ? ??
? ? ??
(E.1)
式中:
ΔA———模拟信号输出变送器各校准点的测量误差,mA 或V ;
Ad———变送器校准点实际输出的平均值,mA 或V;
Am———变送器的输出量程,mA 或V;
tm———变送器的输入量程,℃;
A0———变送器输出的设定下限值,mA 或V ;
ts2———标准温度计测得的温度值,℃;
t0———变送器输入范围的下限对应的温度,℃。
E.4 灵敏系数
c1=∂ΔA/∂Ad=1
c2=∂ΔA/∂ts2=0.0533mA/℃
E.5 输入量的标准不确定度
E.5.1 输入量Ad的标准不确定度u(Ad)的评定
标准不确定度u(Ad)由测量重复性、输出信号电测设备、温场均匀性及温场波动
性4个不确定度分项构成。
E.5.1.1 测量重复性引入的标准不确定度u1(Ad)
u1(Ad)由于电测设备漂移、环境温度的波动、被检变送器短期不稳定等因素引
入。为了简化,通过重复测量综合考虑。简称测量的重复性。本校准系统中用同1支标
准、3支被检作等精度多次测量。
最后测量合并样本标准差sP 为:
0℃时,sP=0.00250mA;
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300℃时,sP=0.00506mA。
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以
0℃时,u1(Ad)=sp/4=0.00125mA;
300℃时,u1(Ad)=sp/4=0.00253mA。
E.5.1.2 输出信号电测设备示值误差引入的标准不确定度u2(Ad)
对于变送器,不确定度区间的半宽度为20mA×0.005%=0.0010mA,在区间内
可认为均匀分布,k= 3,则
u2(Ad)=0.00058mA
E.5.1.3 恒温槽的均匀性引入的标准不确定度u3(Ad)
恒温槽的均匀性≤0.02℃,换算成电量值为0.0011mA,在区间内可认为均匀分
布,k= 3,则
u3(Ad)=0.00062mA
E.5.1.4 恒温槽的波动性引入的标准不确定度u4(Ad)
恒温槽波动性≤0.04 ℃/10 min, 换算成电量值为0.0022 mA, 半宽为
0.0011mA,按均匀分布,k= 3,则
u4(Ad)=0.00062mA
E.5.2 输入量ts2的标准不确定度u(ts2)的评定
标准不确定度u(ts2)由3个不确定度分项构成。
E.5.2.1 测量标准电测设备的示值误差引入的标准不确定度u1(ts2)
校准0℃时,电测设备的不确定度区间半宽为25Ω×5.0×10-5= 1.25×10-3Ω,
在区间内可认为均匀分布,k= 3,则换算成温度:
u1(ts2)= 1.25×10-3×1000
3×3.98854069×25≈0.0072 (℃)
校准300℃时,电测设备的不确定度区间半宽为53.6Ω×5.0×10-5=2.68×10-3Ω,
在区间内可认为均匀分布,k= 3,则换算成温度:
u1(ts2)= 2.68×10-3×1000
3×3.6337962×25≈0.0170 (℃)
E.5.2.2 测量标准溯源引入的标准不确定度u2(ts2)
0℃时,标准温度计经量值溯源获得U (Rtp)=2.0mK,k=2 ,由此引入的标准
不确定度u2(ts2)=0.001℃。
300℃时,根据固定点间各温度点误差传递,U =6.0mK,k=2,由此引入的标准
不确定度u2(ts2)=0.003℃。
E.5.2.3 标准铂电阻温度计的周期稳定性引入的标准不确定度u3(ts2)
标准铂电阻温度计在检定周期内的稳定性,0 ℃不超过0.01 ℃,300 ℃不超过
0.015℃,按均匀分布,k= 3,则
0℃时,u3(ts2)=0.0058℃;
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300℃时,u3(ts2)=0.0087℃
标准不确定度汇总表见表E.1。
表E.1 标准不确定度汇总表
标准不
确定度
不确定度
来源
标准不确定度值
0℃ 300℃
灵敏
系数
ci
|ci|u(xi)
mA
0℃ 300℃
u(Ad)
测量重复性0.00125mA 0.00253mA
输出信号
电测设备0.00058mA 0.00058mA
恒温槽的均匀性0.00062mA 0.00062mA
恒温槽的波动性0.00062mA 0.00062mA
1
1.25×10-3 2.53×10-3
0.58×10-3 0.58×10-3
0.62×10-3 0.62×10-3
0.62×10-3 0.62×10-3
u(ts2)
测量标准电测
设备的示值误差7.2×10-3℃ 1.70×10-2℃
测量标准溯源1.0×10-3℃ 3.0×10-3℃
标准铂电阻温度
计的周期稳定性5.8×10-3℃ 8.7×10-3℃
0.0533
(mA/℃)
0.38×10-3 0.91×10-3
0.5×10-4 0.16×10-3
0.31×10-3 0.46×10-3
注:u(xi)表示各标准不确定度分量,ci 表示灵敏系数。
E.6 合成标准不确定度的计算
输入量Ad及ts2不确定度互不相关,所以合成标准不确定度可按下式得到:
uc(ΔA)= |c1|×u(Ad) 2+ |c2|×u(ts2) 2
本例变送器各测量点的uc(ΔA)在0℃和300℃依次为:0.0018mA、0.0030mA。
E.7 扩展不确定的计算
取包含因子k=2。扩展不确定度U =2uc(ΔA)。
变送器各校准点测量误差的扩展不确定度取最大时,U =0.0060mA。对于0℃~
300 ℃ 的变送器而言,转换为对温度的影响时,U =0.11 ℃ (相当于0.04%FS)
(k=2)。
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附录F
带传感器的数字输出温度变送器测量结果的不确定度计算示例
F.1 被校变送器
被测对象:数字信号温度变送器(以下简称变送器),测量范围0℃~300℃。
F.2 标准仪器及其他设备
测量标准:二等标准铂电阻温度计;
恒温槽:恒温水槽,均匀性≤0.02℃,波动性≤0.04℃/10min;
恒温油槽,均匀性≤0.02℃,波动性≤0.04℃/10min;
测量标准电测设备:测温电桥,MPE:±5.0×10-5;
输出信号电测设备:手持数据采集终端(分辨力0.01℃)。
F.3 测量模型
Δt=t-ts2 (F.1)
式中:
Δt———数字信号输出变送器各校准点的测量误差,℃;
t———变送器输出的平均温度值,℃;
ts2———标准温度计测得的温度值,℃。
F.4 灵敏系数
c1=∂Δt/∂t=1
c2=∂Δt/∂ts2=-1
F.5 输入量的标准不确定度的评定
F.5.1 输入量t 的标准不确定度u(t)的评定
标准不确定度u(t)由测量重复性、温场均匀性、温场波动性及分辨力4个不确定
度分项构成。
F.5.1.1 测量重复性引入的标准不确定度u1(t)
u1(t)由电测设备漂移、环境温度的波动、被检变送器短期不稳定等因素引入。为
了简化,通过重复测量综合考虑。简称测量的重复性。本校准系统中用同1支标准、3
支被检作等精度多次测量。
最后测量合并样本标准差sP 为:
0℃时,sP=0.038℃
300℃时,sP=0.053℃
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以
0℃时,u1(t)=sP/4=0.019℃
300℃时,u1(t)=sP/4=0.027℃
F.5.1.2 温场均匀性引入的标准不确定度u2(t)
恒温槽的均匀性≤0.02℃,在区间内可认为均匀分布,k= 3,则
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JJF1183—2025
u2(t)=0.012℃
F.5.1.3 温场波动性引入的标准不确定度u3(t)
恒温槽波动性≤0.04 ℃/10 min,半宽为0.02 ℃/10 min,按均匀分布,k =
3,则
u3(t)=0.012℃
F.5.1.4 分辨力引入的标准不确定度u4(t)
由于分辨力是0.01℃,仪表分辨力引入的误差区间的半宽为分辨力的1/2,均匀
分布,k= 3,则
u4(t)=0.003℃
F.5.2 输入量ts2的标准不确定度u(ts2)的评定
标准不确定度u(ts2)由测温电桥的示值误差、测量标准溯源、标准铂电阻温度计
周期稳定性3个不确定度分项构成,记作u1(ts2)、u2(ts2)、u3(ts2)。
F.5.2.1 测温电桥的示值误差引入的标准不确定度u1(ts2)
校准0℃时,电测设备的不确定度区间半宽为25Ω×5.0×10-5= 1.25×10-3Ω,
在区间内可认为均匀分布,k= 3,则换算成温度:
u1(ts2)= 1.25×10-3×1000
3×3.98854069×25≈0.0072 (℃)
校准300℃时,电测设备的不确定度区间半宽为53.6Ω×5.0×10-5=0.00268Ω,
在区间内可认为均匀分布,k= 3,则换算成温度:
u1(ts2)= 2.68×10-3×1000
3×3.6337962×25≈0.0170 (℃)
F.5.2.2 测量标准溯源引入的标准不确定度u2(ts2)
0℃时,标准温度计经量值溯源获得U (Rtp)=2.0mK,k=2 ,由此引入的标准
不确定度u2(ts2)=0.001℃。
300℃时,根据固定点间各温度点误差传递,U =6.0mK,k=2,由此引入的标准
不确定度u2(ts2)=0.003℃。
F.5.2.3 标准铂电阻温度计的稳定性引入的不确定度u3(ts2)
标准铂电阻温度计在检定周期内的稳定性,0 ℃不超过0.01 ℃,300 ℃不超过
0.015℃,按均匀分布,k= 3,则
0℃时,u3(ts2)=0.0058℃;
300℃时,u3(ts2)=0.0087℃。
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表F.1 标准不确定度汇总表
标准不
确定度
不确定度
来源
标准不确定度值
℃
0℃ 300℃
灵敏
系数
ci
|ci|u(xi)
℃
0℃ 300℃
u(t)
测量重复性1.9×10-2 2.7×10-2
温场均匀性1.2×10-2 1.2×10-2
温场波动性1.2×10-2 1.2×10-2
分辨力0.3×10-2 0.3×10-2
1
1.9×10-2 2.7×10-2
1.2×10-2 1.2×10-2
1.2×10-2 1.2×10-2
0.3×10-2 0.3×10-2
u(ts2)
测温电桥的
示值误差7.2×10-3 1.70×10-2
测量标准溯源1.0×10-3 3.0×10-3
标准铂电阻
温度计的稳定性5.8×10-3 8.7×10-3
-1
7.2×10-3 1.70×10-2
1.0×10-3 3.0×10-3
5.8×10-3 8.7×10-3
注:u(xi)表示各标准不确定度分量,ci 表示灵敏系数。
F.6 合成标准不确定度的计算
输入量t 及ts2相互间彼此独立,所以合成标准不确定度可按下式得到:
uc(Δt)= c1×u(t) 2+ c2×u(ts2) 2
本例变送器各测量点的uc(Δt)在0℃和300℃依次为:0.028℃、0.038℃。
F.7 扩展不确定的评定
取包含因子k=2。扩展不确定度U =2uc(Δt)。
对于0℃~300℃的变送器而言,U =0.08℃ (相当于0.03%FS)(k=2)。
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