JJF廣西壯族自治區(qū)地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范 JJF （桂）20 電熱恒溫水Calibration Specification for Electrically-heatedThermostatic Water Bath （征求意見稿） -發(fā)布 -實(shí)施 廣西壯族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局 發(fā) 布電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范Calibration Specification for Electrically-heated Thermostatic Water BathJJF 歸口單位：廣西壯族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局 起草單位：桂林市計(jì)量測試研究所 本規(guī)范委托起草單位負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所） XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所） XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所）參加起草人：XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所） XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所） XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所）XXXXX（桂林市計(jì)量測試研究所）JJF目 錄引言（）1 范圍（1）2 引用文件（1）3（1）4 概述（2）5 計(jì)量特性（2）5.1 溫度偏差（2）5.2 溫度波動度（2）5.3 溫度均勻度（2）6 校準(zhǔn)條件（2） 6.1 環(huán)境條件（2）6.2 負(fù)載條件（2）6.3 測量標(biāo)準(zhǔn)（2）7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法（3）7.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目（3）7.2 外觀檢查（3）7.3 校準(zhǔn)方法（3）7.4 數(shù)據(jù)處理（5）8 校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)（6）9 復(fù)校時間間隔（7）附錄 A 水浴鍋校準(zhǔn)記錄參考格式（8）附錄 B 水浴鍋校準(zhǔn)結(jié)果參考格式（10）附錄 C 水浴鍋溫度偏差測量結(jié)果不確定度評定示例（11）引 言本規(guī)范按照J(rèn)JF 10712010國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則、JJF 1059.12012測量不確定度評定與表示、JJF1001-2011通用計(jì)量術(shù)語及定義為基礎(chǔ)性系列規(guī)范進(jìn)行制定。本規(guī)范主要參照GB/T 5170.12016電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法第1部分：總則、GB/T 5170.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 溫度試驗(yàn)設(shè)備和JJF 1101-2019 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范編制而成。本規(guī)范為首次制定。II電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范1 范圍本規(guī)范適用于溫度范圍（0100）電熱恒溫水浴鍋和電熱恒溫水溫箱（以下簡稱水浴鍋）計(jì)量性能的校準(zhǔn)，其他范圍的類似設(shè)備也可參照本規(guī)范。2 引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T 5170.12016 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 第1部分：總則GB/T 5170.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備檢驗(yàn)方法 溫度試驗(yàn)設(shè)備JJF 1101-2019 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范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)語和計(jì)量單位下列術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1 工作空間 working space 能將規(guī)定的溫度性能保持在規(guī)定偏差范圍內(nèi)的那部分空間。3.2 穩(wěn)定狀態(tài) steady state 工作空間內(nèi)任意點(diǎn)的溫度變化量達(dá)到測試設(shè)備本身性能指標(biāo)要求時的狀態(tài)。 3.3 標(biāo)稱溫度 nominal temperature根據(jù)使用或方法要求，要求的水浴鍋目標(biāo)溫度。注：一般將溫控器設(shè)定為標(biāo)稱溫度，但只有在理想情況下，標(biāo)稱溫度、溫控器設(shè)定值、設(shè)備溫度示值三者才相等。3.4 溫度偏差 temperature deviation 穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測量點(diǎn)在規(guī)定時間內(nèi)實(shí)測最高溫度和最低溫度與標(biāo)稱溫度的上下偏差，分別稱為溫度上偏差和溫度下偏差。3.5 溫度波動度 temperature fluctuation穩(wěn)定狀態(tài)下，在規(guī)定的時間間隔內(nèi)，工作空間任意一點(diǎn)溫度隨時間的變化量。3.6 溫度均勻度 temperature uniformity穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間在某一瞬時任意兩點(diǎn)溫度之間的最大差值。4 概述水浴鍋通常由水槽、管狀加熱器、溫度控制系統(tǒng)、放水管等組成，根據(jù)試驗(yàn)需要設(shè)定溫度，通過電器箱內(nèi)的溫度控制器控制溫度，主要用于干燥、濃縮、蒸餾、浸漬化學(xué)試劑，也可用于水浴恒溫加熱和其他溫度試驗(yàn)。水浴鍋工作空間的試驗(yàn)物品放置形式分為有孔和無孔兩種結(jié)構(gòu)，有孔的又分為簡單單孔、單列多孔和雙列多孔等形式。5 計(jì)量特性5.1 溫度偏差應(yīng)滿足用戶實(shí)際使用要求或不超過生產(chǎn)1。5.2 溫度波動度應(yīng)滿足用戶實(shí)際使用要求或不超過0.5。5.3 溫度均勻度應(yīng)滿足用戶實(shí)際使用要求或不超過1。6 校準(zhǔn)條件6.1 環(huán)境條件6.1.1 環(huán)境溫度：（1535）。6.1.2 相對濕度：85 %。6.1.3 其它條件：水浴鍋周圍應(yīng)無強(qiáng)烈振動及腐蝕性氣體存在，應(yīng)避免其他冷、熱源影響。實(shí)際工作中，環(huán)境條件還應(yīng)滿足測量標(biāo)準(zhǔn)正常使用的其他條件。6.2 負(fù)載條件一般在空載條件下校準(zhǔn)，根據(jù)用戶需要可以在負(fù)載條件下進(jìn)行校準(zhǔn)，但應(yīng)說明負(fù)載的情況。6.3 測量標(biāo)準(zhǔn)溫度測量標(biāo)準(zhǔn)一般由溫度傳感器和溫度顯示/記錄儀構(gòu)成。6.3.1 溫度傳感器傳感器宜選用防水式四線制鉑電阻，準(zhǔn)確度等級不低于A級。溫度傳感器的感溫部分應(yīng)盡量小，在靜態(tài)水中的時間常數(shù)應(yīng)小于15 s。6.3.2 溫度顯示/記錄儀溫度顯示/記錄儀應(yīng)滿足以下要求：通道數(shù)：滿足實(shí)際布點(diǎn)要求；測量范圍：（0100）；最大允許誤差：0.05 ；分辨力：不低于0.01 ；穩(wěn)定性：0.02 /30 min；其他：一般應(yīng)具有PC機(jī)通訊接口和軟件，導(dǎo)出測量數(shù)據(jù)。注：1 測量標(biāo)準(zhǔn)溫度測量范圍為一般要求，使用中以能覆蓋被校水浴鍋實(shí)際校準(zhǔn)范圍為準(zhǔn)。 2 測量標(biāo)準(zhǔn)的整體指標(biāo)應(yīng)滿足最大允許誤差（0.15+0.002t），t為測量溫度（）。 3 各通道的測量結(jié)果應(yīng)含修正值。6.3.3 校準(zhǔn)時可選用上述測量標(biāo)準(zhǔn)，也可以選用擴(kuò)展不確定度符合要求的測量裝置。7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目溫度偏差、溫度波動度、溫度均勻度。7.2 外觀檢查用目測的方法進(jìn)行檢查。水浴鍋的外觀結(jié)構(gòu)應(yīng)完好，附件、備件齊全；銘牌上應(yīng)有產(chǎn)品名稱、規(guī)格型號、出廠編號、制造廠、電源電壓、控溫范圍；內(nèi)膽注水后無漏水現(xiàn)象，出口不應(yīng)有堵塞及滲水現(xiàn)象；指針式或數(shù)字式溫控器能正常調(diào)節(jié)溫度，控溫系統(tǒng)工作正常。7.3 校準(zhǔn)方法7.3.1 校準(zhǔn)溫度的選擇校準(zhǔn)溫度點(diǎn)一般應(yīng)選擇設(shè)備使用范圍的上限、下限及中間點(diǎn)，也可根據(jù)客戶要求選擇實(shí)際常用的溫度點(diǎn)。7.3.2 傳感器布點(diǎn)位置7.3.2.1 有孔結(jié)構(gòu)的水浴鍋傳感器布點(diǎn)位置 溫度傳感器置于每個孔對應(yīng)的工作空間的幾何中心。例如圖1、圖2、圖3、圖4所示。7.3.2.2 無孔結(jié)構(gòu)的水浴鍋傳感器布點(diǎn)位置在工作空間的幾何中心（5）以及距工作內(nèi)膽壁不小于各邊邊長1/10的左上、右上、右下、左下四個點(diǎn)為測溫點(diǎn)（1、2、3、4），如圖5所示。亦可根據(jù)實(shí)際工作區(qū)域進(jìn)行布點(diǎn)。 A 1AB 圖1 單孔布點(diǎn) 圖2 兩孔布點(diǎn)BA DC 圖3 四孔布點(diǎn)EDCBA 圖4 五孔布點(diǎn) A B O C D 圖5 無孔結(jié)構(gòu)布點(diǎn)7.3.3 溫度的校準(zhǔn)校準(zhǔn)通常在空載狀態(tài)下進(jìn)行。校準(zhǔn)前應(yīng)確認(rèn)水位正常，按7.3.2.1或7.3.2.2布放溫度傳感器，注意使傳感器有合適的浸沒深度，將水浴鍋的溫度控制器設(shè)定到所需校準(zhǔn)的溫度，使水浴鍋的溫度顯示值穩(wěn)定后開始讀數(shù)，每2 min至少記錄所有測試點(diǎn)的溫度值一次，在30 min內(nèi)共記錄n次（至少15次）。亦可根據(jù)用戶校準(zhǔn)需求確定時間間隔和記錄數(shù)據(jù)，并在原始記錄和校準(zhǔn)證書中進(jìn)行說明。當(dāng)溫度控制無法滿足穩(wěn)定狀態(tài)，或是為了取得較好的校準(zhǔn)結(jié)果，可以對溫度控制器進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，包括設(shè)定值、傳感器修正值、控制參數(shù)或自整定等，調(diào)整應(yīng)給予記錄并在校準(zhǔn)證書中體現(xiàn)。7.4 數(shù)據(jù)處理 7.4.1 溫度偏差按下列公式計(jì)算各測試點(diǎn)i的溫度上偏差和溫度下偏差。timax=timax - tN （1） timin=timin - tN （2）式中：timax測試點(diǎn)i的溫度上偏差，；timin測試點(diǎn)i的溫度下偏差，；timax測試點(diǎn)i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最高溫度，；timin測試點(diǎn)i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最低溫度，；tN 校準(zhǔn)標(biāo)稱溫度，。取所有測試點(diǎn)中，timax和timin絕對值最大者作為水浴鍋的溫度上偏差和溫度下偏差。7.4.2 溫度波動度在7.3.3的n次測量中，計(jì)算同一個測試點(diǎn)在n次測量中測得的最高溫度和最低溫度之差（共i個），取最大值者的一半，并冠以“”號，作為溫度波動度。 （3）式中：tf 溫度波動度，；timax 測試點(diǎn)i在n次測量中的最高溫度，；timin 測試點(diǎn)i在n次測量中的最低溫度，。7.4.3 溫度均勻度單孔或只布置一個傳感器的設(shè)備，沒有本校準(zhǔn)項(xiàng)目。對于多個溫度測試點(diǎn)，在7.3.3的n次測量中，取各個測試點(diǎn)在同一次測量中測得的最高溫度和最低溫度之差（共n個）的平均值作為溫度均勻度。 （4）式中： tu 溫度均勻度，；tjmax各測試點(diǎn)在第j次測得的最高溫度，；tjmin各測試點(diǎn)在第j次測得的最低溫度，；n 測量次數(shù)。8 校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的水浴鍋出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書至少應(yīng)包括以下信息：a）標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”；b）實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址；c）實(shí)施實(shí)驗(yàn)室活動的地點(diǎn)，包括客戶設(shè)施、實(shí)驗(yàn)室固定設(shè)施以外的地點(diǎn)；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）客戶的名稱和聯(lián)絡(luò)信息；f) 所用方法的識別；g) 被校對象的描述、明確的標(biāo)識； h) 被校對象的接收日期；i) 實(shí)施實(shí)驗(yàn)室活動的日期；j) 報(bào)告的發(fā)布日期；k) 結(jié)果僅與被校準(zhǔn)對象有關(guān)的聲明；l）結(jié)果，適當(dāng)時，帶有計(jì)量單位；m）校準(zhǔn)證書批準(zhǔn)人的簽名；n）未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書的聲明。校準(zhǔn)記錄參考格式見附錄A，校準(zhǔn)結(jié)果參考格式見附錄B。9 復(fù)校時間間隔復(fù)校時間間隔的長短取決于其使用情況，使用單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校的時間，建議復(fù)校時間間隔最長不超過1年。附錄A 水浴鍋校準(zhǔn)記錄參考格式表A.1 水浴鍋校準(zhǔn)記錄委托單位原始記錄受控編號樣品名稱型號規(guī)格制造廠出廠編號標(biāo)準(zhǔn)器名稱型號/規(guī)格儀器編號證書編號有效期技術(shù)依據(jù)外觀檢查：校準(zhǔn)地點(diǎn)溫度： 相對濕度： RH校準(zhǔn)日期證書編號校準(zhǔn)員核驗(yàn)員溫度設(shè)定值： 溫度顯示值： 測試點(diǎn) 次數(shù)實(shí)測溫度值/ABCDEFGH12345678910 表A.1 (續(xù)) 測試點(diǎn) 次數(shù)實(shí)測溫度值/ABCDEFGH111213141516最大值/最小值/平均值/溫度上偏差： 溫度下偏差： 溫度波動度 溫度均勻度： 校準(zhǔn)不確定度（U，k=2）：傳感器布點(diǎn)示意圖附錄B水浴鍋校準(zhǔn)結(jié)果參考格式表B.1 水浴鍋校準(zhǔn)結(jié)果溫度設(shè)定值： 溫度顯示值：序號校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果（）校準(zhǔn)不確定度（U，k=2）（）1溫度上偏差2溫度下偏差3溫度波動度4溫度均勻度傳感器布點(diǎn)示意圖：附錄C水浴鍋溫度偏差測量結(jié)果不確定度評定（示例）C.1 概述以單列單孔制電熱恒溫水浴鍋為例，按照圖1布設(shè)測量點(diǎn)，采用直接測量法進(jìn)行測量。評定依據(jù)JJF 1059.12012測量不確定度評定與表示。測量標(biāo)準(zhǔn)：溫濕度試驗(yàn)設(shè)備自動檢定系統(tǒng)，溫度指示分辨力為0.01 ；測量時帶修正值使用，溫度修正值擴(kuò)展不確定度=0.08 ，=2。C.2 測量模型 timax=timax - tN （C.1） timin=timin - tN （C.2） 式中：timax溫度上偏差，；timin溫度下偏差，；timax測試點(diǎn)i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最高溫度，；timin測試點(diǎn)i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最低溫度，；tN校準(zhǔn)標(biāo)稱溫度，。由于公式（C.1）和(C.2)含義相似，因此僅以溫度上偏差為例進(jìn)行不確定度評定。對公式（C.1）timax分量求偏導(dǎo)，得各分量靈敏系數(shù)： 各分量靈敏系數(shù)ck=1，由于分量間互不相關(guān)，則溫度上偏差合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度方差表示為：C.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定影響測量不確定度因素有：測量重復(fù)性、測量標(biāo)準(zhǔn)溫度修正值、測量傳感器短期穩(wěn)定性、電測儀表示值短期穩(wěn)定性、溫度設(shè)定值分辨力。C.3.1 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1 水浴鍋校準(zhǔn)標(biāo)稱溫度設(shè)為37 ，進(jìn)行重復(fù)性測量，共計(jì)10組，記錄每組測量的最大值為t1， t2，t10，測量結(jié)果如表C.1所示。表C.1 測量結(jié)果k（次數(shù)）tk/k（次數(shù)）tk/k（次數(shù)）tk/137.63537.73937.63237.61637.671037.73337.68737.68437.71837.64根據(jù)公式（C.3）計(jì)算重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。 u1= （C.3）式中：u1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；tk第k次實(shí)測值；測量平均值。測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u1=0.043 C.3.2 測量標(biāo)準(zhǔn)溫度修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2由測量標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)證書可知，其溫度示值的校準(zhǔn)結(jié)果擴(kuò)展不確定度=0.08 ，k=2。則測量標(biāo)準(zhǔn)溫度修正值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u2 =0.08/2=0.04 C.3.3 測量傳感器短期穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，A級鉑電阻在（0100） 的短期穩(wěn)定性優(yōu)于5 mK（0.005 ），不確定度區(qū)間半寬為0.0025 ，按均勻分布處理，則測量傳感器短期穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u3 =0.0025/=0.0014 C.3.4 電測儀表示值短期穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4電測儀表30 min內(nèi)的穩(wěn)定性優(yōu)于0.02 ，不確定度區(qū)間半寬為0.01 ，按均勻分布處理，則電測儀表示值短期穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u4=0.01/=0.0058 C.3.5 溫度設(shè)定值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5對數(shù)字設(shè)定的溫度控制器，設(shè)定值偏差來源于設(shè)定值的分辨力。被檢水浴鍋溫度設(shè)定值分辨力為0.1 ，不確定度區(qū)間半寬為0.05 ，按均勻分布處理，則溫度設(shè)定值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u5=0.05/=0.029 當(dāng)測量重復(fù)性引入的不確定度分量大于被校準(zhǔn)儀器的分辨力所引入的不確定分量時，不再考慮分辨力所引入不確定度分量。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表見表C.2。表C.2 溫度上偏差校準(zhǔn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表序號不確定度來源符號ui（）1測量重復(fù)性u10.0432測量標(biāo)準(zhǔn)溫度修正值u20.043測量傳感器短期穩(wěn)定性u3 0.00144電測儀表示值短期穩(wěn)定性u40.00585溫度設(shè)定值分辨力u5C.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc按下式計(jì)算：uc=0.058 C.5 擴(kuò)展不確定度的確定 取包含因子k =2，溫度上偏差的校準(zhǔn)結(jié)果擴(kuò)展不確定度為：0.12 C.6 結(jié)果及其不確定度報(bào)告 水浴鍋溫度上偏差為：timax = +0.73 ，溫度上偏差的校準(zhǔn)結(jié)果擴(kuò)展不確定度：U=0.12 ，k =2。14