| 标准编号 | JJF 1564-2016 (JJF1564-2016) | | 中文名称 | 温湿度标准箱校准规范 | | 英文名称 | Calibration Specification for Temperature and Humidity Standard Chambers | | 行业 | 计量行业标准 | | 中标分类 | A54 | | 国际标准分类 | 17.220 | | 字数估计 | 23,29 | | 发布日期 | 2016-06-27 | | 实施日期 | 2016-09-27 | | 引用标准 | JJG 205-2005; JJG 993-2004; JJF 1001-2011 | | 标准依据 | 国家质检总局2016年第66号公告 | | 发布机构 | 国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 本规范适用于温度范围5℃～50℃、湿度范围10%RH～90%RH的计量校准用温湿度标准箱的校准。 | JJF 1564-2016
Calibration Specification for Temperature and Humidity Standard Chambers
中华人民共和国国家计量技术规范
温湿度标准箱校准规范
2016-06-27发布
2016-09-27实施
国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布
温湿度标准箱校准规范
归 口 单 位:全国温度计量技术委员会
主要起草单位:上海市计量测试技术研究院
中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研
究所
参加起草单位:河北省计量科学研究院
青岛市计量技术研究院
湖州唯立仪表厂
本规范委托全国温度计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人:
张文东 (上海市计量测试技术研究院)
吕国义 (中国航空工业集团公司
北京长城计量测试技术研究所)
参加起草人:
沈淘淘 (上海市计量测试技术研究院)
崔体运 (上海市计量测试技术研究院)
耿荣勤 (河北省计量科学研究院)
郭沈辉 (青岛市计量技术研究院)
陈 坚 (湖州唯立仪表厂)
目 录
引言 (Ⅱ)
1 范围 (1)
2 引用文件 (1)
3 术语和定义 (1)
3.1 温湿度标准箱 (1)
3.2 有效工作区 (1)
3.3 温度均匀度 (1)
3.4 湿度均匀度 (1)
3.5 温度波动度 (1)
3.6 湿度波动度 (1)
3.7 温度变化率 (1)
3.8 湿度变化率 (1)
4 概述 (2)
5 计量特性 (2)
5.1 温湿度均匀度 (2)
5.2 温湿度波动度 (2)
5.3 温湿度变化率 (2)
6 校准条件 (2)
6.1 环境条件 (2)
6.2 测量标准及其他设备 (2)
7 校准项目和校准方法 (3)
7.1 校准项目 (3)
7.2 校准方法 (3)
7.3 校准结果表达 (8)
7.4 复校时间间隔 (8)
附录A 校准证书内页参考格式 (9)
附录B 温湿度标准箱温度均匀度测量结果的不确定度评定 (10)
附录C 温湿度标准箱湿度均匀度测量结果的不确定度评定 (13)
附录D 温湿度标准箱温度波动度和温度变化率测量结果的不确定度评定 (16)
引 言
本规范是以JJF1071-2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011 《通
用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012 《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。
温湿度标准箱校准规范
1 范围
本规范适用于温度范围5℃~50℃、湿度范围10%RH~90%RH的计量校准用温
湿度标准箱的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG205-2005 机械式温湿度计
JJG993-2004 电动通风干湿表
JJF1001-2011 通用计量术语及定义
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 (包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语和定义
用于检定或校准温度和温湿度仪器的专用设备,它能根据温度、湿度等参数的设定
值在其有效工作区内产生符合要求的温湿度环境。
3.2 有效工作区 validworkingzone
温湿度箱内用于检定或校准温湿度仪表的区域。
温湿度箱达到规定的稳定时间后30min内,其有效工作区内周围各点与中心点之
间在任一瞬间的温度差值绝对值的最大值。
3.4 湿度均匀度 humidityuniformity
温湿度箱达到规定的稳定时间后30min内,其有效工作区内周围各点与中心点之
间在任一瞬间的湿度差值绝对值的最大值。
温湿度箱达到规定的稳定时间后,其有效工作区内中心点温度在30min内的极差
(采用 “±”表示时,取极差的1/2)。
3.6 湿度波动度 humidityfluctuation
温湿度箱达到规定的稳定时间后,其有效工作区内中心点湿度在30min内的极差
(采用 “±”表示时,取极差的1/2)。
温湿度箱达到规定的稳定时间后,其有效工作区中心点温度在30min之内每1min
内极差的最大值,以℃/min表示。
3.8 湿度变化率 humiditychangerate
温湿度箱达到规定的稳定时间后,其有效工作区中心点湿度在30min之内每1min
内极差的最大值,以%RH/min表示。
4 概述
温湿度标准箱的作用是根据温湿度设定值产生恒定且均匀的温湿度场,用于检定、
校准机械指针式温湿度计、温湿度记录仪、电动通风干湿表、探头内置式温度和温湿度
传感器、探头内置式温度和温湿度数据采集仪、热指数仪等温度和温湿度测量仪器。
温湿度箱可以采用不同的工作原理,目前主要为双温法、调温调湿法两种类型。
双温法的工作原理是通过采用较低温度的水对气流进行喷淋、鼓泡等方式产生该温
度下的饱和湿空气 (即饱和过程),然后将该湿气加热至预定温度 (即加热过程),从而
得到所需的温度和相对湿度的湿气。箱内空气一般是封闭循环的,其饱和过程和加热过
程周而复始,交替进行。
调温调湿法的工作原理是通过对箱内温湿度测量值进行反馈控制、采用蒸汽或喷雾
加湿、制冷或干燥剂去湿等方式来实现箱内温湿度的控制。其温湿度测量主要采用干湿
球温湿度计、高分子电容湿度传感器或精密露点仪等来实现。
5 计量特性
5.1 温湿度均匀度
温湿度箱的温度均匀度一般不大于0.3℃,湿度均匀度一般不大于1.0%RH。
5.2 温湿度波动度
温湿度箱的温度波动度一般不超过±0.2℃,湿度波动度一般不超过±0.8%RH。
5.3 温湿度变化率
温湿度箱的温度变化率一般不大于 0.2 ℃/min,湿度变化率一般不大于
0.8%RH/min。
注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
6.1.1 温度:15℃ ~25℃,湿度:≤75%RH。
6.1.2 温度波动应不超过±3℃。
6.1.3 环境条件还应满足所用标准器和其他配套设备正常使用的其他要求。
6.2 测量标准及其他设备
6.2.1 多路温湿度测量装置
6.2.1.1 装置构成
装置中温湿度传感器的数量应满足布点要求,每路均应采用同种型号规格的温度传
感器和湿度传感器,装置应带有自动记录功能,最小记录时间间隔应不大于20s。
6.2.1.2 技术指标
装置的各路温湿度的技术指标见表1。
表1 多路温湿度测量装置
项目 测量范围 分辨力 最大允许误差 重复性 响应时间
温度 5℃ ~50℃ 不低于0.01℃ ±0.20℃ ≤0.01℃ ≤15s
湿度 10%RH~90%RH (20℃时) 不低于0.1%RH ±2.0%RH ≤0.05%RH ≤15s
注:
1.温湿度测量范围为一般要求,使用中以能覆盖被校温湿度箱的实际校准范围为准。
2.技术指标为包含传感器和采集设备的整体指标。
3.重复性为重复测量10次得到的标准偏差。
4.装置使用前,每路温度应同时在同一套温度标准装置上进行校准,每路湿度应同时在同一
套湿度标准装置上进行校准。装置使用后,应对其稳定性进行复核,复核点为20℃、60% RH,
复核结果应满足:各通道间温度漂移的不一致性不大于0.03℃、各通道间湿度漂移的不一致性不
大于0.4% RH。
5.各通道的测量结果应含修正值。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
a)温度均匀度;
b)湿度均匀度;
c)温度波动度;
d)湿度波动度;
e)温度变化率;
f)湿度变化率。
7.2 校准方法
7.2.1 传感器布点
校准前,应按照温湿度箱的使用说明书或用户要求确定有效工作区。采用多路温湿
度测量装置来校准箱内温湿度,装置中的温度传感器和湿度传感器采用水平分层布点方
式,各布点位置距温湿度箱有效工作区侧面的距离为8cm,下层布点位置位于有效工
作区底部水平面上方5cm处,上层布点位置位于有效工作区顶部水平面下方20cm处,
见图1。
有效工作区高度h不足50cm的温湿度箱,布5点 [见图1a)]。
有效工作区高度h介于50cm~100cm之间的温湿度箱,布9点 [见图1b)]。
有效工作区高度h超过100cm的温湿度箱,布13点 [见图1c)]。
a)h < 50cm的布点图
b)50cm ≤h≤100cm的布点
c)h >100cm的布点图
图1 传感器布点示意图
对于工作室内有投入式冷镜露点探头的温湿度箱,应适当调整传感器的布点位置,
使在箱内气流中处于露点探头上游的传感器与露点探头之间的距离不小于5cm,处于
露点探头下游的传感器与露点探头之间的距离不小于20cm。
对于有效工作区内存在气流盲区的温湿度箱,可以在盲区区域增加一个布点。
7.2.2 温度校准
7.2.2.1 温度校准点
温度校准点一般为15℃、20℃、30℃,也可以根据用户要求选择其他校准点。
校准时,温度按由低至高的顺序进行,各校准点上的温度偏离应在±0.5℃以内 (以中
心点温度为准)。如果开启湿度功能,湿度设定值一般为60%RH左右。各校准项目一
般在空载条件下进行。
7.2.2.2 温度校准步骤
温湿度箱达到规定的稳定时间后,开始记录各布点温度,中心点记录时间间隔为
20s,其他各布点记录时间间隔为2min。中心点记录91组数据,其他点记录16组数
据。20s间隔数据用T'i0(i=1,2,,91)表示,2min间隔数据用Tnj(n=1,2,
,16;j=0,1,,m-1)表示,其中m 为布点数量,i和n代表时刻序号 (i时
间间隔为20s,n时间间隔为2min),j代表布点位置序号。如果在规定的稳定时间之
前能够确定箱内温湿度已经达到平衡,也可以提前记录。
温度稳定时间以说明书为准,说明书中没有给出的,则一般按以下原则执行:温度
改变量不超过10℃的,从温湿度设定至开始记录数据所等待的稳定时间为90min;温
度改变量不超过5℃的,稳定时间为60min。各校准点的稳定时间详见表2。
表2 稳定时间
校准点 15℃ 20℃,40%RH 20℃,60%RH 20℃,80%RH 30℃
稳定时间 90min 60min 60min 60min 90min
7.2.2.3 温度数据处理
a)温度均匀度
第n时刻中心点位置与其他各布点位置的温度之差的绝对值最大值ΔTn 可用公式
(1)计算:
ΔTn=max Tn0-Tnj() j=1,2,,m-1() (1)
式中:
ΔTn ---第n时刻中心点位置与其他各布点位置的温度之差的绝对值最大值,℃;
Tn0 ---第n时刻中心点位置的温度值,℃;
Tnj ---第n时刻、第j布点位置的温度值,℃;
m ---布点数量。
该温度点上的温度均匀度ΔTu可用公式 (2)计算:
ΔTu=max(ΔTn) n=1,2,,16() (2)
式中:ΔTu---该温度点上的温度均匀度,℃。
取各温度校准点的温度均匀度ΔTu中的最大值为温湿度箱的温度均匀度。
b)温度波动度
采用中心点温度测量结果计算温度波动度,该温度校准点的温度波动度ΔTf 可用
公式 (3)计算:
ΔTf=±
2 maxTn0
()-minTn0()[ ] n=1,2,,16() (3)
式中:
ΔTf---该温度点上的温度波动度,℃;
Tn0 ---第n时刻中心点位置的温度值,℃。
取各温度校准点的温度波动度ΔTf中的最大值为温湿度箱的温度波动度。
c)温度变化率
采用中心点温度测量结果T'i0(i=1,2,,91)计算温度变化率,先计算30min之内
每1min内的温度极差,再求其中的最大值。
第kmin内的温度极差可用公式 (4)计算,即计算第kmin内间隔20s的4次测
量结果的最大值与最小值之差。
ΔTvk=max(T'i0)-min(T'i0) (i=3k-2,3k-1,3k,3k+1) (4)
式中:
ΔTvk---第kmin内的温度极差,℃;
T'i0 ---第i时刻中心点位置的温度值,℃。
该温度校准点的温度变化率ΔTv可用公式 (5)计算:
ΔTv=max(Tvk) (k=1,2,,30) (5)
式中:ΔTv---该温度点上的温度变化率,℃。
取各温度校准点的温度变化率ΔTv中的最大值为温湿度箱的温度变化率。
7.2.3 湿度校准
7.2.3.1 湿度校准点
湿度在20℃时进行校准,校准点为40%RH、60%RH、80%RH,也可根据用户
要求选择其他校准点。校准时,湿度由低湿至高湿进行,各校准点上的湿度偏离不超过
±2.0%RH (以中心点湿度为准),湿度校准可以和温度校准同时进行。
7.2.3.2 湿度校准步骤
温湿度箱达到规定的稳定时间后,开始记录各布点湿度,中心点记录时间间隔为
20s,其他各布点记录时间间隔为2min。中心点记录91组数据,其他点记录16组数
据。20s间隔数据用H'i0(i=1,2,,91)表示,2min间隔数据用Hnj(n=1,2,,16;
j=0,1,,m -1)表 示,其 中 m 为 布 点 数 量,i 和 n 代 表 时 刻 序 号
(i的时间间隔为20s,n 的时间间隔为2min),j代表布点位置序号。如果在规定的稳
定时间之前能够确定箱内温湿度已经达到平衡,也可以提前记录。
湿度稳定时间以说明书为准,说明书中没有给出的,则一般按以下原则执行:在箱
内温度恒定的情况下,湿度改变量不超过20%RH的,从设定至开始记录数据所等待
的稳定时间为60min。各校准点的稳定时间详见表2。
7.2.3.3 湿度数据处理
a)湿度均匀度
第n时刻各布点位置的湿度与中心点位置的湿度之差的绝对值最大值ΔHn 可用公
式 (6)计算:
ΔHn=max(|Hn0-Hnj|) (j=1,2,,m-1) (6)
式中:
ΔHn ---第n 时刻中心点位置与其他各布点位置的湿度之差的绝对值最大
值,%RH;
Hn0 ---第n时刻中心点位置的湿度值,%RH;
Hnj ---第n时刻、第j布点位置的湿度值,%RH;
m ---布点数量。
该湿度校准点上的湿度均匀度ΔHu为可用公式 (7)计算:
ΔHu=maxΔHn() n=1,2,,16() (7)
式中:ΔHu---该湿度点上的湿度均匀度,%RH。
取各湿度校准点的湿度均匀度ΔHu中的最大值为温湿度箱的湿度均匀度。
b)湿度波动度
采用中心点湿度测量结果计算湿度波动度,该湿度校准点的湿度波动度ΔHf可用
公式 (8)计算:
ΔHf=±
2 maxHn0
()-minHn0()[ ] n=1,2,,16() (8)
式中:
ΔHf---该温度点上的湿度波动度,%RH;
Hn0 ---第n时刻中心点位置的湿度值,%RH。
取各湿度校准点的湿度波动度ΔHf中的最大值为温湿度箱的湿度波动度。
c)湿度变化率
采用中心点湿度测量结果H'i0(i=1,2,,91)计算湿度变化率,先计算30min
之内每1min内的湿度极差,再求其中的最大值。
第kmin内的湿度极差可用公式 (9)计算,即计算第kmin内间隔20s的4次测
量结果的最大值与最小值之差。
ΔHvk=max(H'i0)-min(H'i0) (i=3k-2,3k-1,3k,3k+1) (9)
式中:
ΔHvk---第kmin内的湿度极差,%RH;
H'i0 ---第i时刻中心点位置的湿度值,%RH。
该湿度校准点的湿度变化率ΔHv可用公式 (10)计算:
ΔHv=max(ΔHvk) (k=1,2,30) (10)
式中:ΔHv---该湿度点上的温度变化率,%RH。
取各湿度校准点的湿度变化率ΔHv中的最大值为温湿度箱的湿度变化率。
7.3 校准结果表达
经校准后的温湿度标准箱应出具校准证书,证书中至少应包括以下信息:
a)标题:校准证书;
b)实验室名称和地址;
c)进行校准的地点 (如与实验室的地址不同);
d)证书的唯一性标识 (如编号)、每页及总页数的标识;
e)客户的名称和地址;
f)温湿度箱的名称、制造商、型号规格、编号;
g)进行校准的日期;
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期说明;
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)对校准规范偏离的说明;
m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
n)校准人和核验人签名;
o)校准证书或校准报告签发日期;
p)校准结果仅对被校对象有效的声明;
q)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
校准结果/校准数据中应包含以下内容:
a)温湿度传感器布点图;
b)温度均匀度;
c)湿度均匀度;
d)温度波动度和温度变化率;
e)湿度波动度和湿度变化率。
内页格式见附录A。
7.4 复校时间间隔
a)建议复校间隔时间为1年,凡在使用过程中经过修理的一般需重新校准。
b)由于复校间隔时间的长短是由温湿度箱的使用情况、使用者、仪器本身质量等
因素所决定,因此,送校单位可根据实际使用情况确定复校时间间隔。
附录A
校准证书内页参考格式
A.1 温湿度布点图
温湿度布点图见图1。
A.2 校准结果/数据 (见表A.1)
表A.1 校准值
校准项目 校准值
扩展不
确定度
(k=2)
技术
要求
1 温度波动度 ℃
2 温度变化率 ℃/min
3 湿度波动度 %RH
4 湿度变化率 %RH/min
5 温度均匀度
设定值
温度分布
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
均匀度
6 湿度均匀度
设定值
%RH
湿度分布
%RH
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
均匀度
%RH
注:
1.第5项中温度分布是指公式 (2)中ΔTu取得最大值时刻的温度分布;第6项中湿度分布
是指公式 (7)中ΔHu取得最大值时刻的湿度分布。
2.技术要求、结论仅在需要时给出。
附录B
温湿度标准箱温度均匀度测量结果的不确定度评定
B.1 测量方法
按照本规范中对温湿度箱温度均匀度的校准要求,将多路温湿度测量装置的温度传
感器按图1要求布置。温湿度箱运行并达到规定的稳定时间后,开始记录各布点位置的
温度。每隔2min记录一组数据,共记录16组数据。然后计算出这16组数据中周围各
布点与中心点之间温度差值的绝对值最大值,即为温湿度标准箱的温度均匀度。
B.2 测量模型
温度均匀度根据公式 (B.1)计算:
ΔTn=max(|Tn0-Tnj|) (j=1,2,,m-1) (B.1)
式中:
ΔTn ---第n时刻中心点位置与其他各布点位置的温度之差的绝对值最大值,℃;
Tn0 ---第n时刻中心点位置的温度值,℃;
Tnj ---第n时刻、第j布点位置的温度值,℃;
m ---布点数量。
该温度点上的温度均匀度可用公式 (B.2)计算:
ΔTu=max(ΔTn) (n=1,2,,16) (B.2)
式中:
ΔTu---该温度点上的温度均匀度,℃。
式中,假设该温度点上ΔTu 在第n时刻、第j布点位置上取得最大值,且Tnj≥
Tn0,则公式 (B.2)可化简为:
ΔTu=Tnj-Tn0=tnj-tn0+(δtj-δt0)+(Δtj-Δt0) (B.3)
式中:
tnj ---第n时刻、第j个布点位置的......
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