1過程儀表校驗儀校準規范本規范適用于具有輸出直流電壓、直流電流、直流電阻、頻率、熱電偶模擬信號、熱電阻模擬信號功能，以及同時具有測量交直流電壓、交直流電流、直流電阻、頻率、熱電偶信號、熱電阻信號功能的過程儀表校驗儀的本規范引用了下列文件：GB/T15637—2012數字多用表校準儀通用規范GB/T16839.1—1997熱電偶第1部分：分度表凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規范。過程儀表是工業生產過程中用于監視、測量及控制現場儀表。過程儀表校驗儀主要用于過程儀表的校準，其主要特測量單元和電信號輸出單元，部分過程儀表校驗儀并可根據信號以本身的物理量的形式顯示(如溫度、壓力等)。過程儀表校驗儀(以下簡稱“校驗儀”)是以中央控制單元為核心的數字式校準儀圖1過程儀表校驗儀原理框圖JJF1472—201424計量特性4.1輸出/測量范圍及誤差限校驗儀電壓、電流、電阻、頻率的誤差表達式按附錄F.1給出,其中(a+b)一般取1×10n,2×10n,5×10n(其中n取整數),其取值范圍如表1所示。校驗儀熱電偶、熱電阻的誤差表達式按附錄F.2給出,其最大允許誤差絕對值一般不小于表2所示誤差限的絕對值。表1校驗儀的電壓、電流、電阻、頻率輸出/測量范圍及(a+b)的取值范圍輸出測量(a+b)取值范圍(a+b)取值范圍直流電壓±100V0.01~0.5±300V0.01~0.5直流電流±100mA0.01~0.5±100mA0.01~0.5交流電壓//10mV~300V0.05~1.0交流電流//(0.1~200)mA0.05~1.0電阻(0~10)kΩ0.01~0.5(0~100)kΩ0.01~0.5頻率1Hz~50kHz0.005~0.11Hz~500kHz0.005~0.1表2校驗儀的熱電偶、熱電阻模擬輸出/測量范圍及誤差限輸出測量誤差限誤差限熱電偶(-250~1800)℃±0.2℃(-250~1800)℃±0.2℃熱電阻(-200~850)℃±0.1℃(-200~850)℃±0.1℃指標。4.2直流電流輸出的負載特性校驗儀直流電流輸出時,所加負載從空載到滿載時,電流輸出值的相對變化量應滿足其說明書要求。若說明書無要求,校驗儀輸出直流電流20mA時,負載從0Ω加至1kΩ,電流值的相對變化量應不大于其最大允許誤差的1/5。注:以上指標不是用于合格性判別,僅供參考。5校準條件5.1環境條件環境溫度:(20±2)℃;相對濕度:45%~75%。電源電壓:交流(220±11)V;電源頻率:(50±0.5)Hz。周圍環境無影響儀器正常工作的機械振動和電磁場干擾。5.2測量標準及其他設備選用的原則為:校準時由標準器、輔助設備3許誤差絕對值的1/3。標準器的測量/輸出范圍應能分別覆校準時所需的標準器及配套設備按校驗儀的類型可從表3中選擇。表3標準器及配套設備序號儀器設備名稱用途1數字多用表校準校驗儀的輸出功能:直流電壓、直流電流、直流電阻、模擬熱電阻、模擬熱電偶、直流電流輸出的負載特性2頻率計校準校驗儀的頻率輸出及測量功能3溫度校準儀校準熱電阻、熱電偶模擬輸出及測量功能4多功能校準源熱電阻、熱電偶、頻率5標準電阻箱校準直流電阻、熱電阻測量功能校準直流電流輸出負載特性6直流低電勢電位差計校準熱電偶測量功能7專用連接導線電阻、熱電阻測量功能(三線制)校準。要求三根導線電阻之差應盡可能小,在阻值無明確規定時,可在同一根銅導線上等長度(通常不超過1m)截取三段作為連接導線6校準項目和校準方法6.1校準項目校驗儀的校準項目如表4所示。表4校準項目序號校準項目1直流電壓輸出功能2直流電流輸出功能3頻率輸出功能4電阻輸出功能5熱電阻模擬輸出功能6熱電偶模擬輸出功能7直流電壓測量功能8交流電壓測量功能9直流電流測量功能10交流電流測量功能4輸出輸出端輸出端校準項目電阻測量功能熱電阻測量功能熱電偶測量功能6.2校準方法6.2.1校準前的準備校驗儀在校準前按說明書要求的預熱時間進行預熱。6.2.2校準點的選擇校準點的選擇應按量程均勻分布，一般應不少于3個點，包括上限值、下限值和量程50%附近。對于校驗儀的交流測量功能，其頻率點的選擇一般應包括上、下限頻率并覆蓋所有頻率段，每個頻率段至少選擇一個頻率點。對于委托者有要求的可按委托者要求選擇校準點。6.2.3直流電壓、直流電流、頻率輸出功能—O按圖2連接儀器，將校驗儀設置為直流電壓、直流電流或頻率輸出功能，標準器置于相應功能，設置校驗儀輸出各校準點，分別讀取標準器和校驗儀的讀數，按式(1)計算誤差：式中：△——校驗儀的絕對誤差，V或mA、Hz、Ω、℃;6.2.4電阻輸出、熱電阻模擬輸出功能O5輸出輸出端輸出端或測量端—O校驗儀—O根據校驗儀輸出方式選擇圖3或圖4所示的相應連接方式(應優先選用四端輸出)。電阻輸出功能校準時，標準器置于四線電阻測量功能，設置校驗儀輸出各校準點，分別讀取標準器和校驗儀的讀數，按式(1)計算誤差。熱電阻模擬輸出功能校準時，根據委托者的要擬輸出功能，標準器置于四線測量功能，設置校驗儀模擬輸出標準器和校驗儀的讀數。若標準器的讀數顯示為溫度值，按式(1)計算誤差；若標準器的讀數顯示為電量值，按式(2)計算誤差。S;——各被校溫度點的微分電阻或塞貝克系數(見附錄G),Ω/℃或μV/℃。校驗儀按圖5用銅導線連接儀器，將校驗儀(無參考端溫度自動補償功能)設置為熱電偶模擬輸出功能，并根據委托者的要求確定熱電偶型號，設置校驗值，分別讀取標準器和校驗儀的讀數，若標準器的讀數顯示為溫度值，按式(1)計算誤差；若標準器的讀數顯示為電量值，按式(2)計算誤差。校驗儀按圖6連接儀器，根據不同的校準需求，將校驗儀設置為直流電壓或交流電壓、直流電流、交流電流測量功能，調節標準器輸出相應校準值，讀數，按式(1)計算誤差。6測量端測量端測量端測量端或6.2.7電阻、熱電阻測量功能測量端測量端測量端測量端或根據校驗儀測量方式選擇圖7、圖8或圖9所示的相應連接方式(應優先選用四線電阻測量功能校準時，調節標準器輸出各校準值，分別讀取標準器和校驗儀的讀數，按式(1)計算誤差。熱電阻測量功能校準時，根據委托者要求將校驗儀設置為某型號的熱電阻測量功能，調節標準器輸出各校準溫度值或對應的電量值，讀取校驗儀的讀數，按式(1)計6.2.8熱電偶測量功能圖10校驗儀熱電偶測量校準連接圖按圖10用銅導線連接儀器，將校驗儀(無參考端溫度自動補償功能)設置為熱電偶測量功能，并根據委托者的要求確定熱電偶型號，調節標準器輸出各校準溫度值或對應的電量值，讀取校驗儀的讀數，按式(1)計算誤差。7電流輸電流輸出0測量端—0按圖11連接儀器，將校驗儀設置為頻率測量功能，多功能校準源置于交流電壓輸出功能，頻率計置于頻率測量功能。調節多功能校準源的輸出頻率，使頻率計和校驗儀的頻率測量部分同時開始測量。分別讀取頻率計和校驗儀的讀數，按式(1)計算誤差。如果多功能校準源輸出頻率的最大允許誤差滿足校準要求，可直接用多功能校準源作為6.2.10直流電流輸出的負載特性按圖12連接儀器，標準直流電阻箱設置在最低阻值(0Ω附近),校驗儀置于直流電流輸出功能，數字多用表置于直流電流測量功能，根據說明書要求或在20mA電流輸出值附近，調節直流標準電阻箱從最低阻值開始，遞增電阻值，直到要求的電阻值，讀取數字多用表的示值。按式(3)計算校驗儀的負載特性。δ——校驗儀的負載特性，用百分數表示；I?——校驗儀空載時，數字多用表顯示的電流值，mA;I校驗儀滿載時，數字多用表顯示的電流值，mA。7校準結果表達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：b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);JJF1472—20148d)證書或報告的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識;e)委托者的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標識;g)進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收日期;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)校準環境的描述;l)校準結果及其測量不確定度的說明;m)校準證書或校準報告簽發人的簽名、職務或等效標識;n)校準結果僅對被校對象有效的聲明;o)未經實驗室書面批準,不得部分復制證書或報告的聲明。校準原始記錄格式見附錄C,校準證書(報告)內頁格式見附錄D、附錄E。8復校時間間隔間隔。JJF1472—20149附錄A測量不確定度評定示例(一)校驗儀測量功能的直流電壓、直流電流測量結果不確定度評定A.1測量方法A.1.1環境條件:溫度:20.2℃;相對濕度:50%。A.1.2測量標準:TD7600過程信號測試系統。A.1.3被測對象:校驗儀const316。A.1.4測量過程:將校驗儀設置為測量狀態,分別測量以下校準點:直流電壓10V、直流電流20mA。A.2測量模型Δ=Ax-A0式中:Δ—校驗儀測量示值誤差,V或mA;Ax—校驗儀的顯示值,V或mA;A0—標準器的顯示值,V或mA。A.3方差和靈敏系數u=cu+cu靈敏系數c1=1,c2A.4標準不確定度分量的評定A.4.1由校驗儀引入的標準不確定度分量uxA.4.1.1由校驗儀的測量重復性引入的標準不確定度分量ux1將校驗儀設置為測量狀態,在重復性條件下測量直流電壓10V、直流電流20mA點,重復測量10次,得到的數據如表A.1所示。表A.1測量重復性及由其引入的標準不確定度分量測量次數n測量結果直流電壓10V直流電流20mA110.000420.0006210.000320.0005310.000420.0004410.000220.0004510.000220.0004610.000120.0003JJF1472—201410表A.1(續)測量次數n測量結果直流電壓10V直流電流20mA710.000320.0002810.000320.0002910.000320.00021010.000120.0001標準偏差s0.107mV0.157μAux10.107mV0.157μA按照貝塞爾公式計算出s:s=由于在實際工作中取單次測量結果作為最終結果,故標準不確定度分量ux1為:ux1=s(見表A.1)A.4.1.2由校驗儀的分辨力引入的標準不確定度分量ux2校驗儀分別在直流電壓10V、直流電流20mA時的分辨力如表A.2所示,設讀數變化區間的半寬a為分辨力的一半,其概率分布為均勻分布,包含因子k=,則其標準不確定度分量ux2=a/k(見表A.2)。表A.2校驗儀的分辨力及由其引入的標準不確定度分量功能及校準點分辨力半寬a標準不確定度分量ux2直流電壓10V0.1mV0.05mV0.029mV直流電流20mA0.1μA0.05μA0.029μA因為由重復性帶來的不確定度分量中包含有分辨力的影響,為了避免重復,由校驗儀引入的不確定度分量ux取ux1和xx2兩者中較大者,見表A.3。A.4.2測量用標準器的示值誤差引入的標準不確定度分量u0在測量直流電壓、直流電流時,標準器TD7600過程信號測試系統在各點的最大允許誤差分別為:直流電壓10V:±(20×10-6-×610V+0.2mV)=±0.4mV直流電流20mA:±(30×10×20mA+0.5μA)=±1.1μA以上各參數均屬于均勻分布,k=3,則由標準器示值誤差引入的標準不確定度分量u0見表A.3。11表A.3標準不確定度分量匯總標準不確定度ui不確定度來源標準不確定度值靈敏系數ci不確定度分量iiux測量結果的重復性或校驗儀的分辨力直流電壓10V0.107mV10.107mV直流電流20mA0.157μA0.157μAu0標準器的示值誤差直流電壓10V0.23mV-10.23mV直流電流20mA0.635μA0.635μAA.5合成標準不確定度各功能校準點的不確定度分量一覽表見表A.3,各不確定度分量彼此獨立互不相,6則成標準不確定度uc=,計算結果見表A.4。表A.4各校準點的擴展不確定度取k=2,則U=k·uc表A.4各校準點的擴展不確定度校準點合成標準不確定度uc包含因子k擴展不確定度U直流電壓10V0.254mV20.0005V直流電流20mA0.654μA20.0013mAJJF1472—201412附錄B測量不確定度評定示例(二)校驗儀輸出功能的直流電壓、直流電流測量結果不確定度評定B.1測量方法B.1.1環境條件:溫度:20.2℃,相對濕度:50%。B.1.2測量標準:TD7600過程信號測試系統。B.1.3被測對象:校驗儀const316。B.1.4測量過程:將校驗儀設置為輸出狀態,分別測量以下校準點:直流電壓10V、直流電流20mA。B.2測量模型Δ=Ax-A0式中:Δ—校驗儀輸出示值誤差,V或mA;Ax—校驗儀的顯示值,V或mA;A0—標準器的顯示值,V或mA。B.3方差和靈敏系數u=cu+cu靈敏系數c1=1,c2B.4標準不確定度分量的評定B.4.1由校驗儀引入的標準不確定度分量uxB.4.1.1由校驗儀的分辨力引入的標準不確定度分量ux1校驗儀分別在直流電壓10V、直流電流20mA時的分辨力如表B.1所示,設讀數變化區間的半寬a為分辨力的一半,其概率分布為均勻分布,包含因子k=,則其標準不確定度分量ux1=a/k(見表B.1)。表B.1校驗儀的分辨力及由其引入的標準不確定度分量功能及校準點分辨力半寬a標準不確定度分量ux1直流電壓10V0.1mV0.05mV0.029mV直流電流20mA1μA0.5μA0.29μAB.4.1.2由檢驗儀的測量重復性引入的標準不確定度分量ux2將校驗儀設置為輸出狀態,在重復性條件下分別校準其直流電壓10V、直流電流20mA點,得到的數據見表B.2。JJF1472—201413表B.2測量重復性及由其引入的標準不確定度分量測量次數n測量結果直流電壓10V直流電流20mA19.998819.998829.998819.998839.998819.998849.998819.998859.998819.998969.998819.998979.998919.998889.998919.998899.998819.9989109.998919.9988標準偏差s0.048mV0.042μAux20.048mV0.042μA按照貝塞爾公式計算出s:s=(見表B.2)。因為由重復性帶來的不確定度分量中包含有分辨力的影響,為了避免重復,由校驗儀引入的不確定度分量ux取ux1和ux2兩者中較大者,見表B.3。由于在實際工作中取單次測量結果(見表B.2)。因為由重復性帶來的不確定度分量中包含有分辨力的影響,為了避免重復,由校驗儀引入的不確定度分量ux取ux1和ux2兩者中較大者,見表B.3。B.4.2由測量用標準器的示值誤差引入的標準不確定度分量u0在測量直流電壓、直流電流時,標準器TD7600過程信號測試系統在各點的最大允許誤差分別為:分量u0分別為0.289mV、0.866μA,分量u0分別為0.289mV、0.866μA,見表B.3。表B.3標準不確定度分量匯總標準不確定度ui不確定度來源標準不確定度值靈敏系數ci不確定度分量iiux校驗儀直流電壓10V0.048mV10.048mV直流電流20mA0.29μA0.29μAu0標準器直流電壓10V0.289mV-10.289mV直流電流20mA0.866μA0.866μAJJF1472—201414B.5合成標準不確定度各校準點的不確定度分量一覽表如表B.3所示。各不確定度分量彼此獨立互不相則成標準不確定度uc=,計算結果見表B.4。表B.4各校準點的擴展不確定度取k=2,則U=k·uc表B.4各校準點的擴展不確定度校準點合成標準不確定度uc包含因子k擴展不確定度U直流電壓10V0.293mV20.0006V直流電流20mA0.913μA20.0018mA15附錄C校準原始記錄格式第頁共委托單位:校準證書編號:委托單位地址:校準依據:儀器名稱:型號規格:出廠編號:制造單位:儀器狀況:校準地點:環境溫度:℃相對濕度:%校準用主要計量標準器具型號規格不確定度或準確度等級或最大允許誤差出廠編號證書編號有效期1.直流電壓輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度2.直流電流輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度3.頻率輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度16第頁共4.電阻輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度5.熱電阻模擬輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度6.熱電偶模擬輸出功能的校準:量程輸出值實測值基本誤差不確定度7.直流電壓測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度8.交流電壓測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度9.直流電流測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度17第頁共10.交流電流測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度11.電阻測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度12.熱電阻測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度13.熱電偶測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度14.頻率測量功能的校準:量程標準值顯示值基本誤差不確定度15.直流電流輸出功能的負載特性檢查:負載電流值負載特性空載滿載校準人員:核驗人員:校準日期:年月日18附錄D校準證書內頁格式(第2頁)證書編號××××××-××××校準機構授權說明校準環境條件及地點:℃相對濕度%其他校準所依據的技術文件(代號、名稱):校準所使用的主要測量標準:測量范圍不確定度/準確度等級檢定/校準證書編號證書有效期至注:1.×××××僅對加蓋“×××××校準專用章”的完整證書負責。2.本證書的校準結果僅對所校準的對象有效。3.未經實驗室書面批準,不得部分復印證書。第×頁共×頁19附錄E校準證書校準結果頁格式(第3頁)證書編號××××××-××××一、直流電壓輸出功能量程輸出值實測值不確定度二、直流電流輸出功能量程輸出值實測值不確定度三、頻率輸出功能量程輸出值實測值不確定度四、電阻輸出功能量程輸出值實測值不確定度五、熱電阻模擬輸出功能量程輸出值實測值不確定度第×頁共×頁20證書編號××××××-××××六、熱電偶模擬輸出功能量程輸出值實測值不確定度七、直流電壓測量功能量程輸出值實測值不確定度八、交流電壓測量功能量程輸出值實測值不確定度九、直流電流測量功能量程輸出值實測值不確定度十、交流電流測量功能量程輸出值實測值不確定度十一、電阻測量功能量程輸出值實測值不確定度第×頁共×頁21證書編號××××××-××××十二、熱電阻測量功能量程輸出值實測值不確定度十三、熱電偶測量功能量程輸出值實測值不確定度十四、頻率測量功能量程輸出值實測值不確定度十五、直流電流輸出的負載特性校準結果不確定度的評估和表述均符合JJF1059.1的要求。敬告:1.被校準儀器修理后,應立即進行校準。2.在使用過程中,如對被校準儀器的技術指標產生懷疑,請重新校準。3.根據客戶要求和校準文件的規定,通常情況下個月校準一次。校準員:核驗員:第×頁共×頁JJF1472—201422附錄F基本誤差表達式F.1電壓、電流、電阻、頻率的基本誤差表達式F.1.1用絕對誤差表示:Δ=±(a%A+b%Am),且一般a≥4b式中:Δ—校驗儀的示值誤差;A—校驗儀的測量值/輸出值;Am—校驗儀所校量程的量程值;a—與測量值/輸出值有關的誤差系數;b—與量程值有關的誤差系數。F.1.2用相對誤差表示:r=±a%+b%F.1.3用引用誤差表示:r=±a%+b%F.2熱電阻、熱電偶的基本誤差表達式Δ=±M式中:M—校驗儀的熱電阻、熱電偶誤差值。(F.1)(F.2)(F.3)(F.4)JJF1472—201423附錄G熱電阻的微分電阻和熱電偶的塞貝克系數G.1熱電阻的微分電阻溫度/℃微分電阻/(Ω/℃)Pt100Cu100-2000.432-1500.417-1000.405-500.3970.43200.3910.429500.3850.4281000.3790