JJF(晋) 135-2025 表面温度源校准规范

　　山西省地方计量技术规范

JJF(晋)135-2025

表面温度源校准规范

Calibration Specification for Surface Temperature Sources

2025-08-26发布 2025-11-01实施

山西省市场监督管理局 发布

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表面温度源校准规范

Calibration Specification for

Surface Temperature Sources

归 口 单 位：山西省市场监督管理局

主要起草单位：山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

参加起草单位：阳泉市综合检验检测中心

本规范委托山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)负责解释

J J F(晋)135-2025

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本规范主要起草人：

史超星(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

王亚梅(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

高鹏贵(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

参加起草人：

张 旭(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

葛 君(阳泉市综合检验检测中心)

蔡 婷(阳泉市综合检验检测中心)

畅碧帅(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

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I

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)

5.1 温度偏差 ......................................................... (2)

5.2 温度均匀性和稳定性 ............................................... (2)

6 校准条件 .......................................................... (2)

6.1 环境条件 ......................................................... (2)

6.2 测量标准和其它设备 ............................................... (2)

7 校准项目和校准方法 ................................................ (2)

7.1 校准项目 ......................................................... (2)

7.2 校准方法 ......................................................... (3)

7.3 数据处理 ......................................................... (4)

8 校准结果表达 ...................................................... (5)

9 复校时间间隔 ...................................................... (5)

附录A 校准记录参考格式 .............................................. (6)

附录B 校准证书内页格式 .............................................. (8)

附录C 表面温度源温度均匀性校准结果的不确定度评定示例 ................ (9)

附录D 表面温度源温度稳定性校准结果的不确定度评定示例 ................. (11)

附录E 表面温度源温度偏差校准结果的不确定度评定示例 ................... (12)

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Ⅱ

引 言

本规范是以JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础性系列规范进行编写的。

本规范为首次发布。

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1

表面温度源校准规范

1范围

本规范适用于温度范围为室温至400℃的表面温度源的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG 684-2003 表面铂热电阻检定规程

JJF 1101-2019 环境试验设备温度、湿度参数校准规范

JJF 1257-2010 干体式温度校准器校准方法

JJF 1409-2013 表面温度计校准规范

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

下列术语和定义适用于本规范。

3.1 有效工作区域 working space

表面温度源金属加热板上符合温度均匀性和温度稳定性要求的区域为有效工作区域。

3.2 温度均匀性 temperature uniformity

稳定状态下，表面温度源在工作区域内任意点温度与几何中心点温度差值的最大绝对值。

3.3 温度稳定性 temperature stability

稳定状态下，表面温度源在10min内工作区域几何中心点温度变化的最大值。

3.4 温度偏差 temperature deviation

稳定状态下，实测温度值与表面温度源温度设定值的差值。

4概述

表面温度源由表面热板、控温装置和显示仪表组成，可提供稳定、均匀的平面温度场。主要用于校准以热电偶、热电阻等为感温元件的表面温度计，也可用于科研、生产等领域的相关试验。部分表面温度源具有外部插孔，用于插入热电阻等温度传感器进行温度测量，因此可将表面温度源分为具有外部插孔的和不具有外部插孔的两种类型。

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2

5计量特性

5.1 温度均匀性和稳定性

温度均匀性和稳定性技术要求符合表1规定。

表1 均匀性和稳定性技术要求

温度范围(℃)

技术指标

温度均匀性(℃)

温度稳定性(℃/10min)

室温≤t≤100

≤0.5

0.4

100﹤t≤300

≤1.0

0.6

300﹤t≤400

≤1.5

1.0

5.2 温度偏差

温度偏差不超过说明书或相关技术文件所确定的最大允许误差。

注：5.1和5.2所述计量特性要求不用于合格性判断，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

环境温度：(23±5)℃;

相对湿度：不大于85%;

周围应保持整洁，无影响正常工作的振动、气流和其他冷、热源的影响。

6.2测量标准及其他设备

校准时由测量标准引入的扩展不确定度U(k=2)应不大于被校表面温度源最大允许误差绝对值的1/3。可按被校表面温度源的类型参考表2进行选择。

表2 标准器及配套设备 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 备注 1 精密自重式表面温度计 (以下简称表面温度计) 数量：两台(以下编号A、B) 测量范围：(0～400)℃ 分辨力：不低于0.1℃ MPE:±0.4%t 温度均匀性和稳定性的测量标准(所有类型的表面温度源); 温度偏差的测量标准 (不带插孔的表面温度源) 校准结果的扩展不确定度需满足要求 2 四线制铂电阻温度计及其配套测量仪表 测量范围：(0～400)℃ 分辨力：不低于 0.01℃ MPE:±(0.15℃+0.002|t|) 温度偏差的测量标准 (带插孔的表面温度源) 整体校准结果的扩展不确定度需满足要求

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

温度均匀性、温度稳定性、温度偏差。

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3

7.2校准方法

7.2.1校准点的选择

校准点应按量程均匀分布，应包括上限值、下限值在内不少于3个点。也可按用户要求选择校准点。

7.2.2 校准前的准备

(1)表面温度计的感温元件在校准前应进行清洁处理，去掉影响测温准确度的污物。接通表面温度计的电源，将其在校准环境中放置不少于10min，使其参考端温度与环境温度充分达到热平衡。

(2)在被校表面温度源的热板上选5个测量点，如图1所示。其中测量点O位于热板几何中心，以O为圆心，测量点1～4均匀分布在同一圆周上，圆周距离热板边缘不小于1cm。

7.2.3校准过程

接通表面温度源的电源，待温度稳定到设定温度，且偏离不超过±0.5℃后，依次校准温度均匀性、温度稳定性和温度偏差三个参数。从表面温度源温度范围的下限开始，自下而上逐点进行校准，直至上限。(测量点位置见7.2.2)

7.2.3.1温度均匀性的校准

(1)将A、B两台精密自重式表面温度计置于被校表面温度源图1测量位置上。首先将温度计A置于测量点O，温度计B置于测量点1，待温度稳定后，分别读取A、B传感器的温度示值，即TA01、TB1。然后交换两台温度传感器的位置，即温度计A置于测量点1，温度计B置于测量点O，等待温度重新稳定后，读取两台温度计的温度示值，即TA1、TB01。

(2) 参照上述方法，按照A0、B2→B0、A2→A0、B3→B0、A3→A0、B4→B0、A4的顺序，待温度稳定后分别进行读数，依次得到TA02、TB2、TA2、TB02、TA03、TB3、TA3、TB03、TA04、TB4、TA4、TB04。

图1 测量点位置

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4

7.2.3.2温度稳定性的校准

将精密自重式表面温度计置于被校表面温度源测量点O，每间隔1min测量1 次，共测量11次。

7.2.3.3温度偏差的校准

(1)不具有外部插孔的表面温度源，将精密自重式表面温度计置于测温点O，当表面温度源升温至设定值并充分稳定后开始测量，记录温度设定值，读取三次表面温度计的测量值(间隔1min)。

(2)具有外部插孔的表面温度源，将四线制铂电阻温度计插入表面温度源外部插孔中，当表面温度源升温至设定值并充分稳定后开始测量，记录温度设定值，读取三次铂电阻温度计的测量值(间隔1min)。

7.3数据处理

7.3.1温度均匀性

表面温度源的温度均匀性按照公式(1)来计算

Tu max i- 0i (1)

式中：Tu——表面温度源的温度均匀性，℃;

Ti——表

面

温

度

计

A

、

B

在

位

置

i

测

量

值

TAi、

TBi的

平

均

值

，

i

TAi+TBi /

2

,℃;

0i——表面温度计A 、B在位置O测量值TA0i、TB0i的平均值 ， 0i TA0i+TB0i /2 ,℃;

i——图1所示测量点位置，依次取1、2、3、4。

7.3.2温度稳定性

表面温度源的温度稳定性按照公式(2)来计算

0m - 0min (2)

式中： ——表面温度源的温度稳定性，℃;

0m ——表面温度源中心位置11次测量结果的最大值，℃;

0min——表面温度源中心位置11次测量结果的最小值，℃。

7.3.3温度偏差

表面温度源的温度偏差按照公式(3)来计算，

+ - (3)

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5

式中： ——表面温度源的温度偏差，℃;

——标准仪器的测量平均值，℃;

——标准仪器的示值修正值，℃;

——表面温度源的温度设定值，℃。

8校准结果表达

经校准的表面温度源出具校准证书，校准证书至少应包括以下信息：

a)标题，如“校准证书”;

b)实验室名称和地址;

c)进行校准的地点;

d)证书的唯一性标识(如编号)，页码及总页数的标识;

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)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

j)校准环境的描述;

k)校准结果及其测量不确定度的说明;

l)对校准规范的偏离的说明;

m)校准证书签发人的签名或等效标识，以及签发日期;

n)校准结果仅对被校对象有效的声明;

o)未经实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。

9复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由表面温度源的使用情况、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。

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附录A

表面温度源校准记录参考格式

委托方名称：

委托单位地址：

证书编号：

设备名称：

出厂编号：

型号规格：

环境温度： ℃

相对湿度： %

制造厂：

依据的技术文件：

校准地点：

标准器名称

出厂编号

测量范围

准确度等级

/不确定度

证书编号

有效期至

一、温度均匀性校准(℃)

校准点

读数

Tu

U(k=2)

TA01

TA1

TA02

TA2

TA03

TA3

TA04

TA4

T1-T01

T2-T02

TB01

TB1

TB02

TB2

TB03

TB3

TB04

TB4

T3-T03

T4-T04

TA01

TA1

TA02

TA2

TA03

TA3

TA04

TA4

T1-T01

T2-T02

TB01

TB1

TB02

TB2

TB03

TB3

TB04

TB4

T3-T03

T4-T04

TA01

TA1

TA02

TA2

TA03

TA3

TA04

TA4

T1-T01

T2-T02

TB01

TB1

TB02

TB2

TB03

TB3

TB04

TB4

T3-T03

T4-T04

备注：以工作区域几何中心为圆心，测量半径 mm。

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7

图 A. 1 传感器布点示意图

二、温度稳定性校准(℃)

校准点

测量次序

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

测得值

计算值

T0max

T0min

Tf /(℃/10min)

U (k=2)

测得值

计算值

T0max

T0min

Tf /(℃/10min)

U (k=2)

测得值

计算值

T0max

T0min

Tf /(℃/10min)

U (k=2)

三、温度偏差校准(℃)

校准点

温度设定值TS

标准器测量值

标准器修正值Tx

温度偏差ΔT

U (k=2)

第一次

第二次

第三次

平均值

第一次

第二次

第三次

平均值

第一次

第二次

第三次

平均值

校准员：

核验员：

校准日期： 年 月 日

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8

附录B

校准证书内页参考格式

校准结果如下

单位/℃

温度

校准点

温度

均匀性

不确定度

U(k=2)

温度

稳定性

不确定度

U(k=2)

温度

偏差

不确定度U(k=2)

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附录C

表面温度源温度均匀性校准结果的不确定度评定示例

C.1被测对象

温度范围为室温～300℃的表面温度源，分辨力为0.1℃。

以校准温度点为100℃时温度均匀性校准结果的不确定度为例进行评定。

C.2测量仪器

A、B两台精密自重式表面温度计(分辨力0.01℃;MPE:±0.75%t;溯源结果的不确定度U=0.3℃，k=2;以下简称表面温度计)。

C.3测量方法与模型

按照规范正文7.2.3.1的方法进行校准，测量模型为：

Tu max i- 0i (C.1)

式中：Tu——表面温度源的温度均匀性，℃;

i——精密自重式表面温度计在位置i的温度值，取A、B温度计在i点测量值TAi、TBi的平均值，℃;

i——精密自重式表面温度计在测量i点时相应的位置O的温度值，取A、B温度计在O点测量值TA0i、TB0i的平均值，℃。

C.4标准不确定度分量计算

C.4.1 测量重复性引入的标准不确定度u1

将A、B两台表面温度计交替放置于O点和1点位置，测量10次，用贝塞尔公式计算得到 1- 01 的测量重复性s=0.12℃，则u1=0.12℃。表面温度计分辨力引入的不确定度小于u1，故不再考虑。

C.4.2标准器溯源引入的标准不确定度u2

精密自重式表面温度计溯源证书给出：100℃时，测量结果的扩展不确定度为U=0.3℃(k=2)。则标准器溯源引入的标准不确定度分量为u2=0.3/2=0.15℃。

C.5 合成标准不确定度计算

u1 和

u1 相互独立，则合成标准不确定度为

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10

uc= u12+u22=0.19℃

C.6扩展不确定度

取k=2计算扩展不确定度，则表面温度源在校准点为100℃时的温度均匀性校准结果的不确定度为：U = 0.4℃;k = 2。

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附录D

表面温度源温度稳定性校准结果的不确定度评定示例

D.1被测对象

温度范围为室温～300℃的表面温度源，分辨力为0.1℃。

以校准温度点为100℃时温度稳定性校准结果的不确定度为例进行评定。

D.2测量仪器

精密自重式表面温度计(分辨力0.01℃;MPE:±0.75%t;溯源结果的不确定度U=0.3℃，k=2;以下简称表面温度计)。

D.3测量方法

按照规范正文7.2.3.2的方法进行校准，测量模型为：

0m - 0min (D.1)

式中： ——表面温度源的温度稳定性，℃;

0m ——表面温度源中心位置多次测量结果的最大值，℃;

0min——表面温度源中心位置多次测量结果的最小值，℃。

D.4标准不确定度分量计算

D.4.1测量重复性引入的标准不确定度u1

待表面温度源温度稳定后，在位置O处做10次重复性测量。用贝塞尔公式得到s=0.10℃，则u1=0.10℃。表面温度计分辨力引入的不确定度小于u1，故不再考虑。

D.4.2标准器溯源引入的标准不确定度u2

精密自重式表面温度计溯源证书给出：100℃时，测量结果的扩展不确定度为U=0.3℃(k=2)。则标准器溯源引入的标准不确定度分量为u2=0.3/2=0.15℃。

D.5 合成标准不确定度计算

u1 和u1 相互独立，则合成标准不确定度为

uc= u12+u22=0.18℃

D.6扩展不确定度

取k=2计算扩展不确定度，则表面温度源在校准温度点为100℃时的温度均匀性校准结果的不确定度为：U = 0.4℃;k = 2。

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附录E

表面温度源温度偏差校准结果的不确定度评定示例

E.1被测对象

温度范围为室温～300℃的表面温度源，分辨力为0.1℃。

以校准温度点为100℃时温度偏差校准结果的不确定度为例进行评定。

E.2测量仪器

四线制铂电阻温度计及其配套测量仪表(分辨力0.01℃;溯源结果的不确定度U=0.03℃，k=2;以下简称电阻测温仪)。

E.3测量方法与模型

按照规范正文7.2.3.3的方法进行校准，测量模型为：

+ - (E.1)

式中： ——表面温度源的温度偏差，℃;

——标准仪器的测量平均值，℃;

——标准仪器的示值修正值，℃;

——表面温度源的温度设定值，℃。

E.4标准不确定度分量计算

E.4.1 测量重复性引入的标准不确定度u1

待温度稳定后，记录10次电阻测温仪的显示值，计算得到s 0.116℃，实际计算取3次测量结果的平均值，则测量重复性引入的不确定度为u1=0.116/ 3=0.07℃。电阻测温仪分辨力引入的不确定度小于u1，故不再考虑。

E.4.2标准器溯源引入的标准不确定度u2

电阻测温仪溯源证书给出，100℃时其修正值的不确定度为U=0.03℃(k=2)，则u2=0.03/2=0.02℃。

E.4.3被校设备分辨力引入的标准不确定度u3

被校表面温度源分辨力为0.1，则分辨力引入的不确定度分量为u3=0.05/ 3=0.03℃。

E.4.4测点位置偏差引入的标准不确定度u4

标准器测量点与表面温度源的有效工作区域有一定位置偏差，查阅说明书可得，该值不大于0.2℃，按均匀分布考虑，则位置偏差引入的不确定度分量为u4=0.2/ 3=0.12℃。

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E.5 合成标准不确定度计算

u1、u2、u3和u4相互独立，则合成标准不确定度为

uc= u12+u22+u32+u42=0.14℃

E.6扩展不确定度

取k=2计算扩展不确定度，则表面温度源在校准温度点为100℃时的温度偏差校准结果的不确定度为：

U = 0.3℃;k = 2。