JJF(桂) 72-2019 数字温度计校准规范

广西 壮族 自治 区地 方计 量技 术规 范

JJF(桂)72—2019

数字温度计校准规范

Cal ibrat ion Specificat ion

for Dig ital thermometer

2019—07—26 发布

2019—08—15 实施

广西 壮族 自治 区市 场监 督管 理局 发布

Cal ibrat ion Specificat ion for Dig ital thermometer

归口 单位：广西壮族自治区市场监督管理局

主要起草单位：广西壮族自治区计量检测研究院

本规范条文由广西壮族自治区市场监督管理局负责解释

本规范主要起草人：

龚会茹(广西壮族自治区计量检测研究院)刘俏君(广西壮族自治区计量检测研究院)宋洋(广西壮族自治区计量检测研究院)

参加起草人：

卜天容(广西壮族自治区计量检测研究院)杨航(广西壮族自治区计量检测研究院)陈洁(广西壮族自治区计量检测研究院)

目录

引言 II

1 范围 1

2 引用文件 1

3 概述 1

4 计量特性 2

4. 1 示值误差 2

4.2 绝缘电阻 2

4.3 绝缘强度 2

5 校准条件 3

5. 1 环境条件 3

5.2 校准用标准器 3

6 校准项目和校准方法 4

6. 1 校准项目 4

6.2 校准方法 4

7 校准结果表达 6

7. 1 校准数据处理 6

7.2 校准原始记录 6

7.3 校准证书 6

7.4 校准结果不确定度评定 6

8 复校时间间隔 6

附录 A 7

附录 B 8

附录 C 9

I

引言

本规范依据 JJG75-1995《标准铂铑 10-铂热电偶检定规程》、JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》、JJG617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》、JJG874-2007《温度指示控制仪检定规程》、JJF1007-2007《温度计量名词术语及定义》、JJF1171-2007《温度巡检仪校准规范》进行制定。

本规范为首次制定。

II

1 范围

本规范适用于测量范围为(-80～1300) ℃采用热电偶、热电阻、热敏电阻或其他半导体类外置型温度传感器，以数字形式显示被测温度值的数字温度计的校准。

2 引用文件

JJG75-1995《标准铂铑 10-铂热电偶检定规程》

JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》

JJG617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》

JJG874-2007《温度指示控制仪检定规程》

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》

JJF1171-2007《温度巡检仪校准规范》

GB4793.1-2016《测量、控制和实验室用电器设备的安全要求第一部分：通用要求》 GB4793.2-2008《电工测量和试验用手持探头组件的特殊要求》

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。

3 概述

数字温度计一般由温度传感器和指示仪表构成，用于航天、能源、化工、纺织、工业生产、国防建设、科学研究、医疗卫生等的温度测量。温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻、半导体温度传感器等，利用其电信号随温度变化而变化的特性，经相应电路(包括应用运算放大器、微处理器等)处理后，由仪表指示出相应的测量温度值。

配热电偶传感器的数字温度计必须有冷端自动补偿功能。

1

4 计量特性

4.1 示值误差

数字温度计的各通道示值与标准器的实测温度值的差值为示值误差，用以下二种形式表示：

1. 与被校数字温度计量程(FS)和准确度等级(a)有关的方式表示：

Δ = ±a%FS

式中： Δ 为最大允许测量误差，℃

2. 直接以被校量值表示：

Δ = ±K

式中：K 为允许测量误差限，℃

4.2 绝缘电阻

在环境温度为(15～35)℃ , 湿度≤75%RH 时，数字温度计的电源端子-外壳、传感器-电源之间，施加表 1 所规定的试验电压，保持 10s 读数，绝缘电阻不应低于 20MΩ。

表 1 试验电压

试验部位

被校温度计供电电压为

(0~50)V 时的试验电压(V)

(50~250)V 时的试验电压(V)

电源端子-外壳、传感器-电源端子

100

500

注：使用电池供电的数字温度计不进行此项目的校准。

4.3 绝缘强度

在环境温度为(15～35)℃ , 湿度≤75%RH 时，数字温度计的电源端子-外壳、传感器-电源之间，施加表 2 所规定的试验电压，保持 1min 应不出现击穿或飞弧现象，数字温度计能正常工作。

表 2 试验电压

试验电压(V)

电源端子-外壳

1500

传感器-电源端子

1000

2

5 校准条件

5.1 环境条件

环境温度(20±5) ℃ , 湿度(45～75)%RH

5.2 校准用标准器

5.2.1 标准仪器

选用的标准器测量不确定度应小于被校准温度计示值误差的 1/3，可选用以下标准器：

1. 标准水银温度计(-60～300) ℃ ;

2. 标准铂电阻温度计及其配套电测设备(-200～420) ℃ ;

3. 标准热电偶及其配套电测设备(300～1600) ℃

也可以使用准确度等级不低于上述要求的其他标准器。

5.2.2 配套设备

数字温度计校准时所选用的配套设备见表 3 所示。

表 3

序号

仪器设备名称

测量范围与技术要求

恒温水槽

工作区域水平温场

工作区域最大温差

温度波动度/10min

0.01℃

0.02℃

±0.02℃

低温恒温槽、标准油

槽

0.04℃

±0.05℃

3

卧式检定炉

最高均匀温场中心与炉的几何中心沿轴线上偏离不大于

10mm，在均匀温场长度不小于 60mm，半径为 14mm 范围内，任意两点间温差不大于 0.5℃

4

干体温度校验炉或短型卧式检定炉

水平温场最大温差 0.5℃ , 温度稳定度 1℃/10min，恒温块高度不低于 150mm

5

绝缘电阻表

准确度等级不低于 10 级，温度计供电电压为(50～250)V时为 500V，供电电压小于 50V 时为 100V

6

耐电压测试仪

输出电压大于 1500V，功率不低于 0.25kW

6 校准项目和校准方法

6.1 校准项目

数字温度计的校准项目为外观检查、示值误差、绝缘电阻、绝缘强度。

6.2 校准方法

6.2.1 外观检查与注意事项

数字温度计显示值应清晰、不应有缺笔划或无测量单位等现象，显示应正确可靠。数字温度计外接部件不应松动、破损，引线接插件必须接触良好，测温传感器所用

封装材料应无裂痕，所使用的保护管及封装材料应能承受相应的使用温度。

对于传感器材料不能直接接触液态测温介质的，应在校准前将传感器放入玻璃试管中，试管内径应与感温元件直径相适应，在传感器插入试管后应用脱脂棉塞紧管口，将传感器连同玻璃试管插入介质中。

6.2.2 预热和调整

交流供电的数字温度计在校准前应先预热 15min 以上。对于具有“零位 ”和“量程 ”调整的温度计，允许在预热后进行调整，先将温度计的传感器置于具有“零位 ”和测量上限温度值的恒温槽(卧式检定炉)中，热平衡后调整温度计的“零位 ”和测量上限温度值均符合温度计的技术要求。在校准过程中不允许再进行调整。

6.2.3 示值误差

6.2.3.1 校准点的选择

数字温度计的校准点应尽可能均匀分布在整个测量范围上，包括上限、下限，原则上选取整十或整百摄氏度的点，一般情况下不得少于 5 个校准点，以零度为界，分别向上限值或下限值逐点进行校准。特殊情况下，也可根据用户要求进行校准。

6.2.3.2 零度的校准

零度点示值校准在冰点器或(低温恒温槽)中进行，将标准温度计和被校温度计的传感器插入冰点器或(低温恒温槽)中，传感器工作端冰层厚度不小于20mm，传感器插入同一深度，深度应大于250mm或传感器长度的4/5，热平衡15min后读数。

6.2.3.3 中、低温区的校准

300℃以下的温度点在恒温槽中进行校准。插入深度要求与零度校准时相同，热平

衡 15min 后读数。

恒温槽实际温度偏离校准点不得超过±2℃(以标准温度计为准)，在校准过程中，恒温槽温度变化不得超过0.05℃。

用标准水银温度计做标准器时，估读到分度值的 1/10。标准水银温度计在每次使用完后，应测定其零位位置。当发现测得的零位发生变化时，则应用下式计算出其标准水银温度计在各温度点新的示值修正值：新的修正值=原证书修正值+(原证书中零点位置-新测得的零点位置)。

6.2.3.4 高温区的校准

300℃以上的温度点在卧式检定炉中进行校准。将被检温度计传感器和标准热电偶(放陶瓷管后)用镍铬丝进行捆扎，底部顶到均温块的杯底，使工作端在同一平面上，若被校温度计传感器长度不满足卧式检定炉要求的，可以在干体式温度校验炉或短型卧式检定炉中进行，热平衡 15min 后读数。

卧式检定炉恒定温度偏离校准点不得超过±2℃(以标准温度计为准)，整个读数过程中检定炉温度应恒定或缓慢、均匀的上升，炉温变化不得超过0.5℃。

6.2.4 测量顺序如下：

标准被校 1 被校 2

标准4— 被校 1 4— 被校 2读取二个循环的数据。

6.2.5 基本误差的计算

数字温度计的基本误差按照公式 1 计算：

(1)

式中： Δt ——被校温度计的示值误差

t被 ——被校温度计的示值平均值

t标 ——标准温度计显示值的平均值

t修 ——标准温度计显示值的修正值

6.2.6 绝缘电阻

温度计处于切断电源状态，电源开关处于接通位置，按照4.2 规定的部位，用绝缘电阻表进行试验，试验时按照表 1 规定的电压值应保持 10s后读数，试验完成后平滑均匀的降低电压至零，切断试验电压。

6.2.7 绝缘强度

温度计处于切断电源状态，电源开关处于接通位置，按照4.3 条规定的部位，在耐电压试验仪上进行测量。测量时，试验电压应从零开始增加，在 10s 内平滑均匀的上升至表 2 中规定的试验电压规定值(误差不大于 10%)，保持 1min 后，平滑均匀的降低电压至零，切断试验电压。

7 校准结果表达

7.1 校准数据处理

校准结果的数据应先计算后修约，修约应遵循四舍六入及偶数法则，保留的有效位数使末位数与测量结果不确定度的有效位数相一致。校准点上的修正值位数同被校温度计显示分辨率一致，并为其分辨率的倍数。

7.2 校准原始记录

校准原始记录的格式参见附录 A。

7.3 校准证书

按照本规范要求，校准完毕后出具校准证书。校准证书应包含的信息及校准证书校准结果内页(样式)见附录 B。

7.4 校准结果不确定度评定

校准结果的不确定度评定示例见附录 C。

8 复校时间间隔

数字温度计的复校时间间隔长短是由数字温度计的使用情况、使用者、本身质量等诸因素所决定，因此，使用单位可根据实际使用情况决定复校时间间隔。

建议数字温度计复校时间间隔最长不超过 1 年。

附录 A

数字温度计校准原始记录格式

送校单位信息

送校单位

地址

被校仪器信息

仪器名称

型号规格

生产日期

制造厂商

出厂编号

标准器信息

标准器名称

编号

不确定度或准确度等级或最大允许误差

证书号

有效期至

校准信息

校准地点

校准员

核验员

校准日期

温度

℃

湿度

%RH

校准依据

JJF(桂)72-2019《数字温度计校准规范》

校准 结果

1、外观检查：

2、绝缘电阻检查：

3、绝缘强度检查：

4、示值误差：

序号

校准 点

标准器读数

被校仪器通道 1

被校仪器通道 2

测量误差

电测值

温度值

平均值

修正值

实际温度

示值

通道1

通道2

/

□ Ω □mV

校准结果的不确定：

7

附录 B

校准证书内页格式

2、绝缘电阻：

3、 绝缘强度：

被校温度点 (℃)

示值误差 (℃)

扩展不确定度为：

8

附录 C

数字温度计示值误差测量不确定度评定示例

C.1 概述

C.1.1 测量方法：

依据 JJF(桂)72-2019 《数字温度计校准规范》

C.1.2 环境条件：

温度：22.3℃ , 湿度：65%RH。

C.1.3 测量标准：

一组标准水银温度计，测量范围：(-30～100) ℃ , 分度值：0.1℃

C.1.4 被测对象：

数字温度计，测量范围：(-30～100) ℃ , 分辨力：0.1℃ , 对其 50℃点示值误差进行不确定度评定。

C.2 测量模型

C.2.1 示值误差的测量模型为：

C.2.2 灵敏系数

灵敏系数c被 = 1 ,c标 = _1，c修 = _1

C.3 测量不确定度的来源和计算

C.3.1 输入量t被的标准不确定度u(t被) 的来源主要有测量的重复性、温度计的分辨力、数据修约。

C.3.1.1 被校数字温度计测量重复性引入的不确定度分量u(t被1)，用 A 类不确定度评

9

定。

根据标准偏差计算公式:S 实际测量时，是以 2 次测量平均值作为测量结果，所以不确定度分量u(t被1)=S/ 2 =0.047℃

C.3.1.2 被校数字温度计的分辨力引入的不确定度分量u(t被2)，用 B 类不确定度评定。

被校数字温度计的分辨率为0.1℃ , 则其不确定度分布半宽为0.05℃ , 按均匀分布计算，则u(t被2)=0.05 / 3=0.029℃。

C.3.1.3 数据修约引入的标准不确定度u(t被3)，用 B 类不确定度评定。

被校数字温度计的分辨力为0.1℃ , 由修约舍入的最大温度绝对值为0.05℃ , 按均匀分布计算，则：u(t被3)=0.05 / 3 =0.029℃

C.3.1.4 输入量t被的标准不确定度u(t被)

由于测量重复性和数字温度计的分辨力引入的分量相互关联，故标准不确定度分量只取大者u(t被1)。

由于u(t被1)、u(t被3) 彼此相互独立，因此：u u2=0.055℃

C.3.2 输入量t标的标准不确定度u(t标) 的来源主要有标准读数分度值(估读)引入、视线不垂直、恒温槽温场的不均匀、恒温槽温场的波动度。

C.3.2.1 标准水银温度计的读数分度值(估读)引入的不确定分量为u(t标1)，用 B 类不确定度评定。

通过读数望远镜可估读到分度值的 1/10，按均匀分布计算，则：

u(t标1)=(0. 1/ 10) / 23=0.003℃

C.3.2.2 标准水银温度计读数时视线不垂直引入的不确定分量为u(t标2)，用 B 类不确定度评定。

标准水银温度计读数误差范围为±0.01℃ , 则区间半宽为0.01℃ , 按反正弦分布计算，则：u(t标2)=0.01/ 2 =0.007℃

C.3.2.3 恒温槽温场不均匀引入的不确定分量为u(t标3)，用 B 类不确定度评定。

恒温槽工作区域的最大温差为0.02℃ , 按均匀分布计算，则：

10

u(t标3)=0.02 / 23=0.006℃

C.3.2.4 恒温槽温场波动度引入的不确定分量为u(t标4)，用 B 类不确定度评定。

恒温槽温度的波动度为±0.02℃/10min，区间半宽为 0.02℃ , 按反正弦分布计算，则：u(t标4)=0.02 / 2 =0.014℃

C.3.2.5 输入量t标的标准不确定度u(t标)

由于u(t标1)、u(t标2)、u(t标3)、u(t标4) 彼此相互独立，因此：

C.3.3 输入量t修的不确定度u(t修) 的来源主要标准器引入。

输入量t修的标准不确定度u(t修)是由于标准器引入的，在 50℃ , 标准水银温度计的扩展不确定度为U 为 0.03℃ , k = 2，则u(td)=0.03 / 2=0.015℃

C.4 标准不确定度一览表

标准不确定度分量

标准不确定度分类

灵敏系数

标准不确定度分量(℃)

输入量 t被的标准不确定度

u(t被)

0.055

1.1

测量重复性引入u(t被1)

A

0.047

1.2

被校读数分辨力u(t被2)

B

0.029

1.3

数据修约误差u(t被)

输入量 t标的标准不确定度

u(t标)

-1

0.017

2.1

标准读数分度值(估读)

引入u(t标1)

0.003

2.2

视线不垂直u(t标2)

0.007

2.3

恒温槽温场的不均匀u(t标3)

0.006

2.4

恒温槽温场的波动度u(t标4)

0.014

输入量t修的不确定度

u(t修)

0.015

C.5 合成标准不确定度

11

经过分析不确定度的来源，其各分量互为独立量，则

uc = u 2 (t被) + u2 (t标) + u2 (t修) = 0.059℃

C.6 扩展不确定度计算

取包含因子 k=2， U = k × uc =2×0.059℃=0.12℃

C.7 不确定度报告

温度计 50 ℃点的示值误差的测量不确定度为： U =0.12℃;k=2