JJF(浙) 1175-2021 導熱系數測定儀（熱流計法）校準規(guī)范

(浙)浙

江

省

地

方

計

量

技

術

規(guī)

范JJF（浙）1175—2021————————————————————————————————導熱系數測定儀（熱流計法）校準規(guī)范CalibrationSpecification

forThermal

Conductivity

Heat

FlowMeterMethod2021—03—05

發(fā)布 2021—06—05

實施————————————————————————————————浙

江

省

市

場

監(jiān)

督

管

理

局

發(fā)

布（浙）導熱系數測定儀（熱流計法）

JJF（浙）-校準規(guī)范Thermal

Conductivity

歸口

單

位：浙江省市場監(jiān)督管理局主要起草單位：浙江省計量科學研究院嘉興市計量檢定測試院武義縣檢驗檢測研究院參加起草單位：浙江省方正校準有限公司浙江振申絕熱科技股份有限公司本規(guī)范委托浙江省計量科學研究院負責解釋。（浙）本規(guī)范主要起草人：余時帆沈偉 潘浩 參加起草人：陳奕豪浙江省方正校準有限公司王文林 崔超 張永福浙江振申絕熱科技股份有限公司 引

言..................................................................................................................................................................1

范圍............................................................................................................................................................... 12

引用文件....................................................................................................................................................... 13

術語和計量單位........................................................................................................................................... 13.1

導熱系數

Thermalconductivity............................................................................................................. 13.2

熱流密度

Heatflux

...............................................................................................................................13.3

導熱系數參考板

conductivityreferencematerial.................................................................. 14 .............................................................................................................................................................15 計量特性.....................................................................................................................................................36校準條件.....................................................................................................................................................36.1 環(huán)境條件..............................................................................................................................................36.2 供電電源條件......................................................................................................................................36.3 測量標準及其他設備..........................................................................................................................37 校準項目和校準方法.................................................................................................................................37.1 校準項目..............................................................................................................................................37.2校準方法..............................................................................................................................................48

校準結果表達...............................................................................................................................................59

復校時間間隔............................................................................................................................................... 6附錄

A

導熱系數測定儀校準原始記錄參考格式

.......................................................................................... 7附錄

B

導熱系數測定儀校準證書內頁參考格式.......................................................................................... 8附錄

C

.......................................................................... 9附錄

D

導熱系數參考板的使用和保存

12ⅠJJF（浙）1175—2021引

言本規(guī)范依據JJF

JJF

1059.1-2012JJF

1071-2010

熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及相關特性的測定

熱流計法》制定本規(guī)范。本規(guī)范為首次制定。ⅡJJF（浙）1175—20211

范圍本規(guī)范適用于導熱系數測量范圍為（0.002～1）W/(m·K)、溫度范圍為（0～80）℃的熱流計法導熱系數測定儀的校準。其他相近測量范圍的導熱系數測定儀也可參照本規(guī)范進行校準。2

引用文件JJF

1007-2007

溫度計量名詞術語及定義GB/T

10295-2008/ISO

8301：1991（E）

絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及相關特性的測定

熱流計法新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3

術語和計量單位3.1

導熱系數

conductivity在單位時間、單位溫度梯度、單位面積所通過的熱量，單位為

W/(m·K)。［來源：JJF

1007-2007，3.38］注：導熱系數又稱熱導率，是表征物質熱傳導性能的物理參量。3.2

熱流密度

W/m2。［來源：GB/T

10295-2008,

1.3］3.3

導熱系數參考板

conductivity

reference

material物理性質穩(wěn)定且足夠均勻、用于記錄（或傳遞）導熱系數值的物質。4 概述導熱系數測定儀（熱流計法）的工作原理是在兩端為平行平面的試樣內建立一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程，通過測量試樣的熱流密度、兩表面溫差和厚度而得到試樣導熱系數。通常由加熱單元、冷卻單元、防護部分、功率測量部分和電源控制部分組成，用于對樣品材料的導熱性能進行測量，根據其基本結構可以分為單試樣導熱系數測定儀和雙試樣導熱系數測定儀，典型結構如圖

所示。1JJF（浙）1175—2021單試樣導熱系數測定儀導熱系數計算式為

d(1

2)

（1）式中：

——

；

——W；——傳熱面積，m；d

——試樣平均厚度，m；1——K；2——K。雙試樣導熱系數測定儀導熱系數計算式為

d2(1

2)

（2）圖

1

導熱系數測定儀（熱流計法）典型結構圖2序號儀器設備名稱技術要求用途備注1導熱系數參考板導熱系數參考板其使用的溫度范圍能覆蓋所校準的導熱系數測定儀工考板的擴展不確定應優(yōu)于被校導熱系數測定儀最大允許誤差的

。測量標準一般采用玻璃纖維棉板和有機玻璃作為參考板。2絕緣電阻表直流電壓：500

V，準確度等級不低于

10

級。絕緣電阻檢查3耐壓測試儀輸出電壓：交流（0～1500）V，頻率：（45～55）低于

0.25

，準確度等級不低于

5級。絕緣強度檢查JJF（浙）1175—20215計量特性導熱系數測定儀示值誤差應不超過±6 校準條件6.1 環(huán)境條件 ℃；6.2 供電電源條件

電源電壓：交流

220

V±11

V；

電源頻率：50

Hz±1

Hz。6.3 測量標準及其他設備校準時由測量標準及其他校準設備引起的不確定度應盡可能小，測量標準及其他設備見表

1

所示。表

表

測量標準及其他設備7.1 校準項目校準項目包含：外觀和功能性檢查、絕緣電阻檢查、絕緣強度檢查、示值誤差。3項目首次復校外觀和功能檢查++絕緣電阻檢查+-絕緣強度檢查+-示值誤差++注：

“+”表示校準，“-”表示不校準。JJF（浙）1175—2021表

2

表

2

校準項目 外觀和功能性檢查。外觀檢查：以及是否有影響計量特性的缺陷。功能性檢查：導熱系數測定儀在通電狀態(tài)下進行功能性檢查，其顯示的數字及圖像應清晰無疊字無缺筆劃現(xiàn)象，檢查軟件運行是否正常，機械、電控是否正常。 絕緣電阻檢查導熱系數測定儀斷開電源情況下，使用準確度等級為

10

級輸出電壓

500

V

的絕緣電阻表測量導熱系數測定儀電源端子與外殼之間的絕緣電阻，不小于

20

MΩ。 絕緣強度檢查導熱系數測定儀應能承受

1.5

kV

交流電壓，歷時

1

min，應無擊穿和飛弧現(xiàn)象。 示值誤差 校準前準備工作應事先將導熱系數參考板按要求進行處理后放置在密封防潮袋中，參考板的使用和保存見附錄

D。校準前需整理和清潔導熱系數測定儀樣品測試室，開始校準前導熱系數測定儀需通電預熱至少

30

min，以保證與環(huán)境條件達到熱平衡。 示值誤差校準根據客戶的要求，確定導熱系數測定儀校準溫度點。按照導熱系數測定儀使用操作說明4JJF（浙）1175—2021對應的溫度，設定被校導熱系數測定儀的樣品平均溫度（通常導熱系數測定儀熱板與冷板的溫差設定為

20

得參考板在設定的平均溫度下的導熱系數示值。完成一次測量后，取出參考板，待導熱系數測定儀熱板、冷板溫度恢復到室溫（附近）后，再次安裝參考板，重復上一次測試步驟，得到參考物質在設定的樣品平均溫度的導熱系數示值的重復測量結果。在相同的條件，重復測量參考板的導熱系數至少

其他溫度點的導熱系數，可重復

7.2.4.2

的測量步驟，得到參考板在不同溫度的導熱系數測量結果。其他導熱系數點的校準方法同

7.2.4.2

測量步驟。根據導熱系數參考板導熱系數標稱值

- 0 0

- 0 0

（3）式中：δ——；

——W/(m·K)

；——W/(m·K)。

數據處理原則導熱系數值可以采用科學計數法表示，其中參考板的標準值為四位有效數字；被校導熱

1

位小數；校準結果的不確定度以相對值表示。8

校準結果表達8.1

校準記錄

A。8.2

校準證書校準結果應在校準證書（報告）上反映，校準證書（報告）應至少包括以下信息：a)

b)

實驗室名稱和地址；c)

d)

5JJF（浙）1175—2021e)

客戶的名稱和地址；f)

被校對象的描述和明確標識；g)

期；h)

如果與校準結果的有效性和應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；i)

對校準所依據的技術規(guī)范的標識，包括名稱及代號；j)

本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；k)

校準環(huán)境的描述；l)

被校溫度計示值誤差及其測量不確定度，以及其他檢查結果的說明；m)

對校準規(guī)范的偏離的說明；n)

校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識；o)

校準結果僅對被校對象有效的聲明；p)

未經實驗室書面批準，不得部分復制證書或報告的聲明。校準證書內頁參考格式見附錄

，導熱系數測定儀的示值誤差測量不確定度評定示例見附錄C。9 復校時間間隔因素所決定的，可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。年。6設定平均溫度℃設定溫差℃溫度設定值（℃）熱板溫度冷板溫度平均溫度導熱系數測定儀測量值W/(1234平均值參考板導熱系數標稱值0W/()導熱系數測定儀示值W/()導熱系數測定儀示值誤差%名

稱型號/規(guī)格準確度儀器編號證書編號有效期JJF（浙）1175—2021附錄

A 導熱系數測定儀校準原始記錄參考格式委托單位： 委托單位地址 證書編號：型號/規(guī)格 測量范圍 最大允許誤差 器號 制造單位：校準前狀態(tài)： 校準后狀態(tài)： 環(huán)境溫度： ℃

相對濕度： %校準依據 校準地點一、校準所使用的主要計量器具：二、校準結果：1一、校準所使用的主要計量器具：二、校準結果：234、示值誤差：相對擴展不確定度：U＝ % ,

k4、示值誤差：校準人員： 核驗人員： 校準日期： 共 頁 第 頁7溫度（℃）導熱系數標準值W/()導熱系數測定儀示值W/()示值誤差擴展不確定度JJF（浙）1175—2021附錄

B 導熱系數測定儀校準證書內頁參考格式校準結果：1、

外觀和功能性檢查：2、絕緣電阻檢查：3、絕緣強度檢查：4、示值誤差：8JJF（浙）1175—2021附錄

C 導熱系數測定儀示值誤差測量不確定度評定示例C.

1.測量模型導熱系數測定儀示值誤差的計算公式為：

-

- 0 0

100%

——導熱系數測定儀的示值誤差，%；

（）

——導熱系數測定儀測得的試樣平均導熱系數示值，W/(

；λ——參考板導熱系數標稱值，W/(

。按照試樣平均溫度

298K，溫差

20℃為例做導熱系數測量結果不確定度分析。

d

(1

2)式中:

——試樣導熱系數，單位

；

——加熱單元計量部分的平均加熱功率，單位

W；——計量面積（雙試樣裝置需乘以

2），單位

m；d

——試樣平均厚度，單位

m；1——

K；2——

K。C.2.

方差與靈敏度系數式（C

1）中

，

相互獨立，因而得

（）

c

c

1

（）u

u

()u(

)

（）C.3.

不確定度來源及分析u

由輸入量

λ引入的標準不確定度

（u由輸入量λ引入的標準不確定度主要來源于導熱系數測定儀測量的重復性和示值分辨力。9測量次數樣品平均溫度℃冷熱板溫差℃樣品厚度cm樣品導熱系數W/mK125.120.02.5450.0325225.120.12.5390.0323325.120.02.5390.0325425.020.02.5390.0324525.020.12.5380.0324625.019.92.5400.0325725.119.82.5410.0325825.019.82.5400.0325925.019.82.5400.03241025.219.82.5410.0326平均值25.0619.932.5400.0325JJF（浙）1175—2021對導熱系數參考板作

次獨立重復測量，10

次獨立測量數據見表

B1表

B1由貝塞爾計算公式可以得到實驗標準偏差為：表

B1由貝塞爾計算公式可以得到實驗標準偏差為：8.4×10

（）

-5式中：

——

——第

i

——n

n——

=10。實際測量時，取

4

次測量得到的材料導熱系數的平均值作為檢測報告中的最終導熱系數值。因此，測量儀器測量重復性引入的相對標準不確定度分量r

為：r r

0.0325

（）ur(

)