WBGT指數(shù)儀溫度計校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1407—20131WBGT指數(shù)儀溫度計校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于WBGT指數(shù)儀溫度計的校準(zhǔn)。WBGT指數(shù)儀溫度計包括自然濕球溫度計、黑球溫度計和干球溫度計。自然濕球溫度計測量范圍為:5℃~40℃;黑球溫度計測量范圍為:20℃~120℃;干球溫度計測量范圍為:10℃~60℃。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG205—2005機(jī)械式溫濕度計GB/T4200—2008高溫作業(yè)分級GB/T17244—1998熱環(huán)境根據(jù)WBGT指數(shù)(濕球黑球溫度)對作業(yè)人員熱負(fù)荷的評價凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語及定義3.1WBGT指數(shù)WBGT-index也稱為濕球、黑球溫度,是綜合評價人體接觸作業(yè)環(huán)境熱負(fù)荷的一個基本參量,單位為℃。[GB/T4200—2008,3.4]3.2WBGT指數(shù)儀溫度計thermometerofWBGT-indexmeterWBGT指數(shù)儀中測量自然濕球溫度、黑球溫度、干球溫度的溫度計。3.3熱負(fù)荷heatstress人體在熱環(huán)境中作業(yè)時的受熱程度,以WBGT指數(shù)表示,取決于體力勞動的產(chǎn)熱量和環(huán)境與人體間熱交換的特性。[GB/T17244—1998,2.2]3.4有效區(qū)域effectivearea在恒溫箱中滿足相應(yīng)溫度波動度和均勻度要求的空間,或產(chǎn)品說明書規(guī)定的區(qū)域。4概述WBGT指數(shù)是表示人體接觸環(huán)境熱負(fù)荷的一個基本參量。WBGT指數(shù)儀分別測得自然濕球溫度、黑球溫度、和干球溫度三個參數(shù),然后由公式計算得到WBGT指數(shù)。WBGT指數(shù)儀通常由溫度傳感器和儀表主機(jī)兩部分組成,自然濕球溫度、黑球溫度和干球溫度等三個傳感器安裝在同一支架上,主要有通過測量線纜連接和直接連接兩種形式。如圖1(a)和圖1(b)所示。JJF1407—20132(a)線纜連接型(b)直接連接型圖1WBGT指數(shù)儀結(jié)構(gòu)示意圖將溫度計感溫元件裹上一層濕紗套,紗套下端浸入盛有蒸餾水的槽內(nèi),整體置于被測環(huán)境中,由其自然蒸發(fā)測得的溫度稱為自然濕球溫度,簡稱濕球溫度。黑球是由薄壁銅材制作的中空球體,外表涂黑無光澤,黑球直徑為150mm或50mm。將溫度計感溫元件置于黑球中部所測得的溫度,稱為黑球溫度。將溫度計的感溫元件置于無輻射熱影響,又不妨礙感溫部分空氣流通的環(huán)境中所測得的空氣溫度稱為干球溫度(又稱空氣溫度)。5計量特性WBGT指數(shù)儀中溫度計的示值誤差。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度:15℃~25℃;JJF1407—20133環(huán)境相對濕度:30%~80%;環(huán)境條件還應(yīng)滿足儀器設(shè)備正常使用的其他要求。6.2標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備WBGT指數(shù)儀中溫度計校準(zhǔn)時所需標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的技術(shù)要求見表1。表1標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備序號儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注1鉑電阻溫度計二等測量標(biāo)準(zhǔn)允許使用符合要求的其他測量標(biāo)準(zhǔn)2電測設(shè)備分辨力:相當(dāng)于0.01℃,引入的不確定度分量應(yīng)不大于0.05℃(k=2)與鉑電阻溫度計配套使用3恒溫箱溫度范圍:5℃~60℃溫度波動度:±0.1℃/10min溫度均勻度:0.2℃有效區(qū)域容積:不小于40L提供溫度源亦可用符合要求的其他溫度源,試時間為10分鐘,間隔為1分鐘,其他按JJG205—2005附錄D進(jìn)行4恒溫槽溫度范圍:60℃~120℃溫度波動性:0.2℃/10min溫度均勻性:0.1℃提供溫度源可用符合要求的其他溫度源7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目溫度計示值誤差。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1準(zhǔn)備工作a)分別將WBGT指數(shù)儀中自然濕球溫度計傳感器上的白色易吸水紗套以及黑球取下。2(a)和圖2(b)。線纜連接型WBGT指數(shù)儀將三支傳感器固定在支架上并放入恒溫箱的有效區(qū)域,測量線纜從恒溫箱操作孔引出接到主機(jī),如圖2(a);直接連接型WBGT指數(shù)儀整體放入恒溫箱的有效區(qū)域;標(biāo)準(zhǔn)器放入恒溫箱有效區(qū)域,如圖2(b)。c)黑球溫度計校準(zhǔn)溫度點高于干球溫度計測量上限的溫度點時,應(yīng)將黑球溫度計傳感器插入到恒溫槽中,并浸沒到傳感器最大深度。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計插入到恒溫槽中。儀器設(shè)備的連接布置可參照圖3。受條件所限,線纜連接型WBGT指數(shù)儀也可參照圖2(a)在恒溫箱中校準(zhǔn)。JJF1407—20134(a)線纜連接型(b)直線連接型圖2WBGT指數(shù)儀在恒溫箱中的校準(zhǔn)圖3WBGT指數(shù)儀中黑球溫度計示值誤差在恒溫槽中的校準(zhǔn)d)選擇校準(zhǔn)點校準(zhǔn)點的選取一般應(yīng)包括傳感器上限值、下限值在內(nèi)的不少于4個點。校準(zhǔn)點還可參照表2或按用戶要求選擇。表2校準(zhǔn)點的選擇單位:℃序號傳感器名稱測量范圍校準(zhǔn)點備注1自然濕球溫度計5~405,10,20,40直接連接型WBGT指數(shù)儀校準(zhǔn)點應(yīng)使用恒溫槽校準(zhǔn)2黑球溫度計20~12020,40,60,1203干球溫度計10~6010,20,40,60e)將恒溫箱或恒溫槽接通電源,設(shè)定好校準(zhǔn)點溫度,連接好標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計與電測儀表并通電預(yù)熱。7.2.2校準(zhǔn)方法恒溫箱或恒溫槽的實際溫度偏離校準(zhǔn)溫度點應(yīng)在0.5℃以內(nèi)(以標(biāo)準(zhǔn)器為準(zhǔn)),恒溫箱或恒溫槽溫度應(yīng)穩(wěn)定20min后方可讀數(shù)。恒溫及讀數(shù)過程中,不得打開恒溫箱內(nèi)照明光源。每個校準(zhǔn)點應(yīng)進(jìn)行兩次讀數(shù),讀數(shù)順序為:標(biāo)準(zhǔn)器→被校溫度計→被校溫度計→標(biāo)準(zhǔn)器。按式(1)計算示值誤差:JJF1407—20135式中:Δt被校溫度計的示值誤差,℃;式中:Δt被校溫度計的示值誤差,℃;td—被校溫度計示值的平均值,℃;ts—標(biāo)準(zhǔn)器示值平均值,℃。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果以校準(zhǔn)證書的形式給出。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息:b)實驗室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時間間隔由于復(fù)校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所1年。JJF1407—20136附錄AWBGT指數(shù)儀溫度計校準(zhǔn)原始記錄格式委托單位:委托單位地址:儀器名稱:型號/規(guī)格:出廠編號:制造單位:儀器狀況:校準(zhǔn)地點:環(huán)境溫度:℃環(huán)境相對濕度:%校準(zhǔn)依據(jù):校準(zhǔn)用主要計量標(biāo)準(zhǔn)器具型號規(guī)格準(zhǔn)確度或不確定度儀器編號證書號有效期至校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及結(jié)果單位:℃校準(zhǔn)點標(biāo)準(zhǔn)器示值自然濕球溫度計示值黑球溫度計示值干球溫度計示值ΩΩ溫度平均值℃誤差ΩΩ溫度平均值℃誤差ΩΩ溫度平均值℃誤差ΩΩ溫度平均值℃誤差校準(zhǔn)證書編號:校準(zhǔn)人員:核驗人員:校準(zhǔn)日期:年月日7附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式校準(zhǔn)結(jié)果單位:℃一單位:℃校準(zhǔn)點示值誤差不確定度U(k=2)二、黑球溫度計的示值誤差單位:℃校準(zhǔn)點示值誤差不確定度U(k=2)三、干球溫度計的示值誤差單位:℃校準(zhǔn)點示值誤差不確定度U(k=2)校準(zhǔn)時環(huán)境溫度:℃,環(huán)境相對濕度:%8附錄C測量結(jié)果(示值誤差)的不確定度評定示例一C.1概述C.1.1測量用標(biāo)準(zhǔn)器:二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計,2010型數(shù)字多用表;主要配套設(shè)備:恒溫箱。C.1.2被測對象:WBGT指數(shù)儀溫度計,顯示分辨力0.1℃。C.1.3測量方法用比較法校準(zhǔn)WBGT指數(shù)儀的溫度計,得到該溫度計的示值誤差,包括自然濕球溫度計示值誤差、黑球溫度計示值誤差、干球溫度計示值誤差。自然濕球溫度計、黑球溫度計和干球溫度計的校準(zhǔn)方法相似,在此僅給出黑球溫度計在20℃時校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析。在測量過程中,環(huán)境條件對計量標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的影響可忽略不計。C.2測量模型式中:Δt被校溫度計的示值誤差式中:Δt被校溫度計的示值誤差,℃;td—被校溫度計示值的平均值,℃;ts—標(biāo)準(zhǔn)器示值的平均值,℃。C.3靈敏系數(shù):ci=1或-1。C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及來源見表C.1。表C.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及來源不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量u11.數(shù)字多用表引入的不確定度u112.標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計溯源引入的不確定度u123.標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計水三相點變化引入的不確定度u13被校溫度計引入的不確定度分量u24.示值誤差的重復(fù)性引入的不確定度u215.分辨力引入的不確定度u22恒溫箱引入的不確定度分量u36.恒溫箱均勻度引入的不確定度u317.恒溫箱波動度引入的不確定度u32C.4.1標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1的分析C.4.1.1數(shù)字多用表引入的不確定度u112010型數(shù)字多用表由于分辨力足夠高,分辨力誤差可忽略,100Ω擋的引用相對誤差為0.0052%。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在20℃時標(biāo)稱值為27.0Ω,電阻比W20=1.08,9(dW/dt)20=0.00396℃-1,則引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u11=(u11=(2×(W20-1)×0.0052%)/(dW/dt)20=0.002℃由證書知,上級給出的檢定結(jié)果不確定度U=0.012℃,k=2,則C.4.1.3標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計度u13根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計檢定規(guī)程的要求,水三相點兩周期檢定差值不超過10mK,C.4.2被校溫度計引入的標(biāo)003℃多次分度的差值不超過5mK,這里取5mKC.4.2被校溫度計引入的標(biāo)003℃C.4.2.1示值誤差的重復(fù)性引入的不確定度u21用一套標(biāo)準(zhǔn)器和一支被校黑球溫度計在重復(fù)性條件下作10次測量,20℃點數(shù)據(jù)見表C.2。表C.2示值誤差的重復(fù)性測量單位:℃20℃時在恒溫箱中校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)被校示值誤差119.9520.30.4219.9420.40.5319.9320.30.4419.9420.30.4519.9420.40.5619.9620.40.4719.9520.40.4819.9820.30.3919.9520.30.41019.9520.40.4用貝賽爾公式計算出標(biāo)準(zhǔn)偏差si,即為測量重復(fù)性引入的不確定度:20℃時在恒溫箱中校準(zhǔn):u21=si=(Δti-Δt)2=0.057℃C.4.2.2分辨力引入的不確定度u22u22=0.05℃/k=0.029℃。C.4.3恒溫箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3恒溫箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量主要是溫場不均勻性和溫度波動引入的:本規(guī)范要由分辨力導(dǎo)致的示值誤差區(qū)間為0.1℃,半寬a=0.05℃u22=0.05℃/k=0.029℃。C.4.3恒溫箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3恒溫箱引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量主要是溫場不均勻性和溫度波動引入的:本規(guī)范要10求的溫場均勻度為0.2℃,服從均勻分布,取k=3,則溫度箱1:1,求的溫場均勻度為0.2℃,服從均勻分布,取k=3,則取k=3,則20℃在恒溫箱中校準(zhǔn):u32=0.05℃/3=0.029℃。C.5合成不確定度uc(x)的評定各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表C.3表C.3各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表不確定度分量不確定度來源分布不確定度數(shù)值/℃靈敏系數(shù)ci不確定度分量/℃u11數(shù)字多用表均勻0.002-10.007u12標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溯源正態(tài)0.006-1u13標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻水三相點變化均勻0.003-1u21示值誤差的重復(fù)性均勻0.05710.064u22被校溫度計分辨力均勻0.0291u31恒溫箱均勻度均勻0.11510.119u32恒溫箱波動度均勻0.0291合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由下式求得u=(c1u1)2+(c2u2)2+(c3u3)2C.6則擴(kuò)2校準(zhǔn):uc=0.135℃20℃在恒溫箱中校準(zhǔn)時:0.3℃。U=k×uc,取k=2,則U=0.27℃由于指數(shù)儀分辨力為0.1℃,因0.3℃。C.7測量不確定度的報告20℃在恒溫箱中校準(zhǔn)時,示值誤差的測量不確定度為:U=0.3℃,k=2。11附錄D測量結(jié)果(示值誤差)的不確定度評定示例二D.1概述D.1.1測量用標(biāo)準(zhǔn)器:二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計,2010型數(shù)字多用表;主要配套設(shè)備:恒溫槽。D.1.2被測對象:WBGT指數(shù)儀溫度計,顯示分辨力0.1℃。D.1.3測量方法用比較法校準(zhǔn)WBGT指數(shù)儀的溫度計,得到該溫度計的示值誤差,包括自然濕球溫度計示值誤差、黑球溫度計示值誤差、干球溫度計示值誤差。自然濕球溫度計、黑球溫度計和干球溫度計的校準(zhǔn)方法相似,在此僅給出黑球溫度計120℃時校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析。在測量過程中,環(huán)境條件對計量標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備的影響可忽略不計。D.2測量模型式中:Δt=td-tsΔt被校溫度計的示值誤差,℃;td—被校溫度計示值的平均值,℃;ts—標(biāo)準(zhǔn)器示值的平均值,℃。D.3靈敏系數(shù):ci=1或-1。D.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及來源見表D.1。表D.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及來源不確定度分量不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量u11.數(shù)字多用表引入的不確定度u112.標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計溯源引入的不確定度u123.標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計水三相點變化引入的不確定度u13被校溫度計引入的不確定度分量u24.示值誤差的重復(fù)性引入的不確定度u215.分辨力引入的不確定度u226.在恒溫槽內(nèi)漏熱引入的不確定度(120℃)u23恒溫槽引入的不確定度分量u37.恒溫槽均勻性引入的不確定度u318.恒溫槽波動性引入的不確定度u32D.4.1標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度u1的分析D.4.1.1數(shù)字多用表引入的不確定度u112010型數(shù)字多用表由于分辨力足夠高,分辨力誤差可忽略,100Ω擋的引用相對誤12u11=(2×(W1201)×0.0052%)/(dW/dt)120=0.009℃/t20度-引u11=(2×(W1201)×0.0052%)/(dW/dt)120=0.009℃D.4.1.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計溯源引入的不確定度u12由證書知,上級標(biāo)準(zhǔn)給出的檢定結(jié)果不確定度U=0.012℃,k=2,按正態(tài)分布,則u12=0.012℃/k=0.006℃D.4.1.3標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計水三相點變化引起的不確定度u13根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計檢定規(guī)程的要求,水三相點兩周期檢定差值不超過10mK,D.4.2被校溫度計引入的標(biāo)003℃多次分度的差值不超過5mK,這里取5mKD.4.2被校溫度計引入的標(biāo)003℃D.4.2.1示值誤差的重復(fù)性引入的不確定度u21用一套標(biāo)準(zhǔn)器和一支被校黑球溫度計在重復(fù)性條件下作10次測量,120℃點數(shù)據(jù)見表D.2。表D.2示值誤差的重復(fù)性測量單位:℃120℃時在恒溫槽中校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)被校示值誤差1119.95119.3-0.72119.96119.4-0.63119.95119.3-0.74119.94119.3-0.65119.94119.3-0.66119.96119.3-0.77119.95119.3-0.78119.96119.3-0.79119.95119.3-0.710119.95119.3-0.7用貝賽爾公式計算出標(biāo)準(zhǔn)偏差si,即為測量重復(fù)性引入的不確定度:120℃時在恒溫槽中校準(zhǔn):u21=si=(Δti-Δt)2=0.048℃D.4.2.2分辨力引入的不確定度u22u22=0.05℃/k=0.029℃由分辨力導(dǎo)致的示值誤差區(qū)間為0.1℃,半寬a=0.