JJF 2220-2025 导热系数稳态测定仪校准规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
以下是对《JJF 2220-2025 导热系数稳态测定仪校准规范》核心内容的详细总结：
一、规范概要
- 适用范围
- 导热系数测量范围：0.020 ~ 0.20 W·m⁻¹·K⁻¹
- 平均温度范围：20 ~ 60℃
- 适用仪器：基于防护热板法原理的稳态导热仪（单试样或双试样结构）。
- 归口与起草单位
- 归口：全国温度计量技术委员会
- 主要起草单位：中国计量科学研究院
- 参加单位：山东省、辽宁省、浙江省计量科学研究院等。
- 首次发布：本规范为首次制定。
二、核心术语与定义
- 导热系数（λ）
- 定义：单位时间内，单位温度梯度下通过单位面积的热量（单位：W·m⁻¹·K⁻¹）。
- 测量原理：基于傅里叶导热定律（式1、式2）。
- 导热系数参考板
- 物理性质稳定的标准物质，用于传递导热系数量值（材料如玻璃纤维棉板、有机玻璃）。
三、校准方法
(一) 参考板法
- 校准流程：
- 准备：参考板需在≤60%湿度、23±5℃环境放置≥24小时。
- 温度点：通常选择25℃、40℃、60℃（可定制）。
- 测量：
- 设置平均温度
t_m（计量板与冷板温差≈20K）。 - 记录4次导热系数测量值
\lambda_i及平均温度t_{mi}。
- 设置平均温度
- 计算：
- 平均导热系数
\lambda = \sum \lambda_i / 4。 - 示值误差
\Delta \lambda = \lambda - \lambda_s（\lambda_s为参考板标准值）。
- 平均导热系数
- 参考板要求：
- 厚度：20~40 mm
- 尺寸：300mm×300mm 或 600mm×600mm
- 不确定度：1.2%~2.5%（k=2），年稳定性≤1.0%。
(二) 参数法
- 校准项目：
- 计量板加热功率（Q）
- 样品厚度（d）
- 计量板与冷板温差（
\Delta T） - 计量板面积（A）
- 关键步骤：
- 功率校准：
- 串联标准电阻（0.1Ω），测量电压计算标准功率
P_c = V_s \cdot V_c / R_s。 - 示值误差
E_Q = P - P_c（P为仪器示值）。
- 串联标准电阻（0.1Ω），测量电压计算标准功率
- 厚度校准：
- 用量块（10~100mm，5等3级）校准厚度计，误差
E_d = h - h_c。
- 用量块（10~100mm，5等3级）校准厚度计，误差
- 温差校准：
- 用薄膜温度计（附录E）测量温场，误差
\Delta T_h = T_h - T_{hm}（计量板），\Delta T_c = T_c - T_{cm}（冷板）。
- 用薄膜温度计（附录E）测量温场，误差
- 面积校准：
- 以加工误差和热膨胀修正作为不确定度来源（式C.2.4）。
- 功率校准：
四、计量特性要求
| 参数 | 测量范围 | 准确度/不确定度 |
|---|---|---|
| 参考板法 | 0.02~0.20 W·m⁻¹·K⁻¹ | 1.2%~5% |
| 功率（Q） | 0.5~4.0 W | 0.5% |
| 厚度（d） | 0.02~0.05 m | 0.5% |
| 温度（T） | 25~70℃（计量板） | ±0.1℃ |
| 温差（ΔT） | ≈20℃ | ±0.1℃ |
五、环境与设备要求
- 环境条件：
- 温度：23±5℃，湿度≤80%。
- 电源：满足仪器及标准设备需求。
- 高湿环境（湿度>60%）：需恒温恒湿箱。
- 标准设备：
- 参考板法：符合表2要求的参考板。
- 参数法：
- 温场测定装置（不确定度≤0.03℃, k=2）
- 直流电压表（不确定度≤2×10⁻⁵）
- 标准电阻（0.01级）
- 量块（5等3级）
六、校准结果表达
- 校准证书内容：
- 参考板法：平均温度
t_m、仪器示值\lambda、参考值\lambda_s（温度精确至0.1℃，λ保留3位有效数字）。 - 参数法：各参数修正值（
E_Q, E_d, \Delta T）及不确定度（相对扩展不确定度保留2位有效数字）。
- 参考板法：平均温度
- 必须包含的信息：
- 实验室信息、校准日期、依据规范、测量标准溯源性、环境描述、不确定度说明等（详见8.2条款）。
七、复校时间间隔
- 建议周期：1年（实际由用户根据使用情况决定）。
八、附录核心内容
- 附录A：校准证书格式（参考板法/参数法数据表）。
- 附录B/C：
- 参考板法不确定度示例：合成标准不确定度1.1%，扩展不确定度2.2%（k=2）。
- 参数法不确定度示例：合成标准不确定度0.85%，扩展不确定度1.7%（k=2）。
- 附录D：参考板溯源至参数法校准的防护热板导热仪（周期≤1年）。
- 附录E：温场测定装置结构（薄膜温度计布置方案见图E.1/E.2）。
九、关键注意事项
- 理想模型偏差：校准结果未涵盖仪器结构设计、材料特性等非理想因素影响。
- 单/双试样差异：
- 单试样：
\lambda = Q \cdot d / (A \cdot \Delta T) - 双试样：
\lambda = Q \cdot d / (2A \cdot \Delta T)
- 单试样：
- 溯源链：参考板需通过参数法防护热板导热仪定值（图D.1）。
总结：本规范系统规定了稳态导热仪的校准方法、计量特性、环境要求及结果表达，首次提出参考板法与参数法双路径校准策略，为导热系数测量提供权威技术依据。
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