JJF（京）106-2023 紅外溫度變送器校準(zhǔn)規(guī)范

北京市市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(京)106-2023紅外溫度變送器校準(zhǔn)規(guī)范歸口單位：北京市市場監(jiān)督管理局主要起草單位：北京市計(jì)量檢測科學(xué)研究院JJF(京)106-2023JJF(京)106-2023I JJF(京)106-2023II量術(shù)語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評(píng)定與表示》的規(guī)定而制定。本規(guī)范1183-2007《溫度變送器校準(zhǔn)規(guī)范》中溫度變送器的結(jié)構(gòu)概述，并結(jié)合國內(nèi)外各生產(chǎn)廠商JJF(京)106-20231紅外溫度變送器校準(zhǔn)規(guī)范3.1術(shù)語3.2計(jì)量單位光學(xué)系統(tǒng)和探測器、測量單元、信號(hào)處理和聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外能量JJF(京)106-20232顯示單元和探測器光學(xué)系統(tǒng)信號(hào)處理測量單元和轉(zhuǎn)換單元和探測器光學(xué)系統(tǒng)信號(hào)處理測量單元和轉(zhuǎn)換單元現(xiàn)場總線輸出信號(hào)（mA或V）圖1紅外溫度變送器原理框圖5.1示值誤差1最大允許誤差（或不確定度、準(zhǔn)確度）應(yīng)根據(jù)該型號(hào)的技術(shù)文件確定。2最大允許誤差技術(shù)指標(biāo)應(yīng)注明與之相對(duì)應(yīng)的測量距離與視場直徑。5.2重復(fù)性應(yīng)不超過變送器技術(shù)指標(biāo)中對(duì)重復(fù)性的要求，同時(shí)應(yīng)不超過最大允許誤差絕對(duì)值的6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：18℃~25℃。6.1.3變送器周圍除地磁場外，應(yīng)無影響其正常工作的外磁場；校準(zhǔn)過程中應(yīng)避免強(qiáng)陽光和強(qiáng)輻射源對(duì)實(shí)驗(yàn)用輻射源和變送器的干擾；避免6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備表1標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注JJF(京)106-202331黑體輻射源定性不大于（0.1℃與0.1%t的大者）/10min,均勻性不大于±（0.15℃與0.15%t的大者）與參考溫度計(jì)組合使用提供輻射溫度，或作為參考輻射源提供亮度溫度1.輻射源符合均勻性要求的輻射區(qū)域直徑應(yīng)不小于被校變送器目標(biāo)直徑的1.4倍或20mm，取大者。2.輻射源和參考溫度計(jì)的適用范圍參考JJG856-2015，7.1.1.1。2面輻射源/10min,均勻性不大于±（0.2℃與0.2%t的大者）3輻射溫度計(jì)不確定度（k=2）不大于變送器最大允許誤差的絕對(duì)值的1/3作為參考溫度計(jì)與輻射源組合使用，提供參考溫度4標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)二等5標(biāo)準(zhǔn)熱電偶二等6電測儀器電橋或可測量電阻的數(shù)字多用表，測量范圍應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的電阻值范圍相適應(yīng)，準(zhǔn)確度等級(jí)不低于0.005級(jí)，分辨力不低于0.1mΩ測量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的阻值可用滿足準(zhǔn)確度等級(jí)要求的其他電測儀器數(shù)字多用表0～100）mV量程準(zhǔn)確度等級(jí)不低于0.005級(jí)，分辨力測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱電動(dòng)勢7直流電流表（0～30）mA0.01級(jí)變送器輸出信號(hào)的測量標(biāo)準(zhǔn)/8直流電壓表0.01級(jí)直流電壓表單獨(dú)可以作為變送器電壓輸出信號(hào)的測量標(biāo)準(zhǔn)；與標(biāo)準(zhǔn)電阻組合取代直流電流表作為變送器電流輸出信號(hào)的測量標(biāo)準(zhǔn)/9標(biāo)準(zhǔn)電阻不低于0.05級(jí)零度恒溫器插入深度應(yīng)不小于200mm，工作區(qū)域溫度不大于（0±0.1）℃為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶提供參考端溫度補(bǔ)償?shù)暮銣匮b置可以滿足要求的其它恒溫裝置代替直流穩(wěn)壓源（12～48）V，MPE:±1%變送器的直流供電/測長工具/用于確定測量距離/校準(zhǔn)工作臺(tái)或支架/具有平移或旋轉(zhuǎn)等功能/7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目JJF(京)106-20234通常在示值誤差的校準(zhǔn)點(diǎn)中選擇溫度點(diǎn)進(jìn)行測量，也7.2外觀檢查及工作正常性檢查7.2.2變送器上或使用說明書應(yīng)給出測量7.2.4光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)潔凈，無損傷，如果存7.3校準(zhǔn)方法7.3.1.2根據(jù)說明書信息確認(rèn)對(duì)輻射源直校準(zhǔn)距離相對(duì)應(yīng)的視場直徑，選用的黑體輻射源或面輻7.3.1.3將參考輻射溫度計(jì)（如果使用）和變送器的發(fā)射率設(shè)定值設(shè)為1。若變送器發(fā)射注：六線制變送器一般是二根電壓端，二根信號(hào)輸出端和二根發(fā)射率輸入端；四線制一般是二根電壓端，二根信號(hào)輸出端；二線制一般是電壓和輸入信號(hào)是同一個(gè)端子［JJF1183-2007，附錄A]。7.3.1.5需要預(yù)熱的參考標(biāo)準(zhǔn)、變送7.3.2.2按說明書確認(rèn)的校準(zhǔn)距離進(jìn)行被體含義的，默認(rèn)瞄準(zhǔn)輻射源空腔靶底。如果瞄準(zhǔn)靶底JJF(京)106-20235得有效校準(zhǔn)結(jié)果的前提下，允許將被校變送器的瞄準(zhǔn)7.3.2.3通過被校變送器的輔助瞄7.3.3.1根據(jù)變送器的量程,將輻射源的溫度調(diào)到第一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，使穩(wěn)定后的輻射源量值7.3.3.2對(duì)參考溫度計(jì)或參考輻射1應(yīng)在被校變送器示值相對(duì)穩(wěn)定后讀數(shù)。如有漂移，先用擋光板遮擋輻射源不少于30s，并在移開擋光板并啟動(dòng)測量后的若干秒（一般為響應(yīng)時(shí)間的3倍）后讀數(shù)。2同步是相對(duì)于輻射源穩(wěn)定性而言的，若輻射源穩(wěn)定性足夠好，則可依次校準(zhǔn)多個(gè)變送器。7.3.4.2用擋光板在變送器前遮擋不少于30s，移開擋光板并啟動(dòng)測量，若干秒（一般為7.4校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理A——被校變送器的讀數(shù)平均值；mA或V；JJF(京)106-20236A——被校變送器的輸出的理論下限值，mA或V；A注：對(duì)于電量輸出指示的參考溫度計(jì)，可先將其換算為溫度值。測量標(biāo)準(zhǔn)采用參考輻射源時(shí)，根據(jù)參考輻射源7.4.2.2被校變送器的實(shí)際示值與校準(zhǔn)點(diǎn)的溫度差ΔtT為：偏離1、被校與參考溫度計(jì)測量點(diǎn)溫差等因JJF(京)106-202371輻射源發(fā)射率偏離1引入的誤差ΔtTBε包含輻射源發(fā)射率偏離1引入的被校變送器的誤差和輻射源實(shí)際溫度因輻射源發(fā)射率偏離1引入的誤差，計(jì)算方法見JJG856-2015《工作用輻射溫度計(jì)》2被校變送器的發(fā)射率不可調(diào)為1引入的誤差ΔtTε的計(jì)算方法見本規(guī)范附錄C。3被校變送器瞄準(zhǔn)區(qū)域與參考溫度計(jì)測溫區(qū)域之間的溫度差ΔtTS根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)裝置的實(shí)際情況確定，必要時(shí)可采用多種計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)形式進(jìn)行驗(yàn)證。（6）δi——被校變送器單次測量結(jié)果與參考溫度讀數(shù)的差值，℃;δ——δi的平均值，℃。R=2s（7）8.1原始記錄原始記錄格式參考附錄A。8.2校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)證書由封面和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)組成，校準(zhǔn)結(jié)果內(nèi)容參考附錄B。JJF(京)106-202389JJF(京)106-2023計(jì)量器具名稱：委托方名稱：證書編號(hào)：型號(hào)/規(guī)格：產(chǎn)品編號(hào)：制造廠：溫度范圍：(~)℃最大允許誤差：紅外溫度變送器參數(shù)：發(fā)射率設(shè)置：；響應(yīng)波長：μm；D：S=；輸出范圍：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：測量范圍：不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差：技術(shù)文件：本次測量所使用的主要計(jì)量器具：校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：校準(zhǔn)日期：年月日外觀：□符合要求□不符合要求光學(xué)系統(tǒng)：□符合要求□不符合要求測量距離：m視場直徑：mm1.4倍/1.7倍：mm校準(zhǔn)地點(diǎn)：校準(zhǔn)溫度點(diǎn)(℃)參考溫度計(jì)被校變送器輻射源發(fā)射率不為1 (℃)變送器發(fā)射率不為1(℃)測點(diǎn)溫差(℃)校準(zhǔn)結(jié)果證書值(℃)實(shí)測值(℃)偏差(℃)測量值（mA/V/℃)換算溫度(℃)偏差(℃)輸出值（mA/V）示值誤差(℃))名義溫度證書示值12平均值12平均值校準(zhǔn)溫度點(diǎn)(℃)參考輻射源被校變送器輻射源發(fā)射率不為1 (℃)變送器發(fā)射率不為1(℃)測點(diǎn)溫差(℃)校準(zhǔn)結(jié)果證書值(℃)實(shí)測值(℃)偏差(℃)測量值（mA/V/℃)換算溫度(℃)偏差(℃)輸出值（mA/V）示值誤差(℃))指示溫度亮度溫度12平均值12平均值重復(fù)性實(shí)驗(yàn)測量溫度點(diǎn)(℃)變送器測量值（mA/V/℃)差值的平均值(℃)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差(℃)重復(fù)性(℃)換算溫度(℃)參考溫度(℃)差值(℃)JJF(京)106-2023℃℃℃mJJF(京)106-2023部分被校變送器的內(nèi)部將被測目標(biāo)的發(fā)射率設(shè)為固定值，如0.95，則其測量結(jié)果包括本附錄給出了被校變送器發(fā)射率不可調(diào)為1引校準(zhǔn)時(shí)參考溫度如采用與被校變送器相同發(fā)射率的對(duì)應(yīng)波長（或光譜范圍）的亮度溫度，本方法適用于單波段的被校變送器。為簡化公式表達(dá)與計(jì)算，本附錄采用極限有效波校準(zhǔn)時(shí)，被校變送器測量的是黑體輻射源的熱輻射。被校變送器測量結(jié)果的換算溫度λ——被校變送器的（極限有效）波長，m；JJF(京)106-2023將公式（C-2）代入公式（C-1得到：--對(duì)于窄帶被校變送器，波長取其中心波長。對(duì)于寬帶被λ(8~14)μm=9.60+221/(t+273.15)(C-5）λ(7~18)μm=8.70+525/(t+273.15)(C-6）被校變送器的發(fā)射率不可調(diào)為1的最常見的是（8~14）μm表C.1環(huán)境溫度為20℃時(shí),(8～14)μm變送器發(fā)射率0.95引入的誤差單位：℃黑體溫度TBB-60-40-20060變送器換算溫度tT-69.12-45.10-22.76-1.1820.0061.80103.27154.95-9.12-5.10-2.76-1.180.003.274.95黑體溫度TBB200250300400500600700800變送器換算溫度tT206.60258.29310.02413.65517.50621.54725.73830.056.608.2910.0213.6517.5021.5425.7330.05黑體溫度TBB900變送器換算溫度tT934.491039.021143.621248.301353.031457.811562.631667.4934.4939.0243.6248.3053.0357.8162.6367.49JJF(京)106-2023按本規(guī)范給出的紅外溫度變送器校準(zhǔn)方法，其中：Δt——被校變送器在校準(zhǔn)點(diǎn)tN處的示值誤差，℃;ΔtT——被校變送器讀數(shù)tT相對(duì)于校準(zhǔn)點(diǎn)tN的溫度差，℃;ΔtS——輻射源校準(zhǔn)量（通常為亮度溫度）tS相對(duì)于校準(zhǔn)點(diǎn)tN的溫度差，℃;D.1.2.1測量標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)器自身示值和輻射源特性的）；JJF(京)106-2023的溫度不確定度分量的靈敏系數(shù)的絕對(duì)值也為1。影響示值誤差的不確定度因素中，輻射源發(fā)射率對(duì)參考輻射溫度計(jì)與被校變送器示值的影響，算術(shù)相減合成方法；此后，各不相關(guān)分量依據(jù)不確定度傳播率計(jì)u2(Δt)=u2(ΔtS)+(u(ΔtSBε)-u(ΔtTBε))2+u2(ΔtTε)+u2(ΔtTS)+u2(ΔtOP)(D-2)采用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為參考溫度計(jì)。黑體空腔置于1℃,重復(fù)性為±0.5%t或0.5℃（t為溫度測量值）。校準(zhǔn)時(shí)被校變送器的發(fā)射率設(shè)D.2.1.1.1測量標(biāo)準(zhǔn)——參考標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)與黑體輻射源引 =0.03℃;u測量被校變送器的輸出電流值的電測儀表引入的誤差，0.00636mA，換算成溫度值為JJF(京)106-2023表D.1示值誤差的不確定度分量表不確定度來源類別靈敏系數(shù)ui/℃參考溫度計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)）校準(zhǔn)不確定度u1B-10.01校準(zhǔn)周期內(nèi)的穩(wěn)定性u(píng)2B-10.03測溫重復(fù)性u(píng)3A-10.02黑體輻射源短期穩(wěn)定性u(píng)4B-10.03均勻性對(duì)瞄準(zhǔn)的影響u5B10.03發(fā)射率修正對(duì)確定固有誤差的影響u6B-10.11被校變送器測量重復(fù)性u(píng)7A10.06電測儀表u8B10.05校準(zhǔn)操作數(shù)據(jù)修約u9B10.03取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為：JJF(京)106-2023D.2.2.1.1測量標(biāo)準(zhǔn)——參考輻射溫度計(jì)與黑體輻射源引 測量被校變送器的輸出電流值的電測儀表引入的誤差，0.0