中華人民共和國國家計量技術規范CalibrationSpecificat國家質量監督檢驗檢疫總局發布溫度數據采集儀校準規范歸口單位：全國溫度計量技術委員會主要起草單位：浙江省計量科學研究院參加起草單位：中國計量學院上海市計量測試技術研究院深圳市計量質量檢測研究院杭州澤大儀器有限公司本規范委托全國溫度計量技術委員會負責解釋沈才忠(浙江省計量科學研究院)周連琴(浙江省計量科學研究院)陳樂(中國計量學院)壽文杰(浙江省計量科學研究院)姚麗芳(上海市計量測試技術研究院)喻曉虎(深圳市計量質量檢測研究院)盧航(杭州澤大儀器有限公司) 2引用文件 5計量特性 5.1測量誤差 5.2記錄間隔 5.3發送間隔 5.4啟停方式 5.5超溫報警 6校準條件 5.1環境條件 6.2供電條件 6.3測量標準及其他設備 7校準項目和校準方法 7.1校準項目 7.2校準前的檢查 7.3校準方法 8校準結果的表達 9復校時間間隔 附錄A校準原始記錄格式示例 附錄B校準證書內頁格式 附錄C測量不確定度評定示例(一) 附錄D測量不確定度評定示例(二) Ⅱ本規范依據JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》起草，其中測量不確定度的評定按照JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》進1本規范適用于內置傳感器、測量范圍為(一50～+150)℃以及外置傳感器、測量范圍為(-80～+500)℃的溫度數據采集儀(以下簡稱采集儀)的校準。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。3.1溫度數據采集儀temperaturedata可直接置于被測環境中進行測量，具有自動采集被測溫度信號、數據存儲、記錄、3.3外置傳感器outlaysen3.6無線通訊wirelesscommunication使用藍牙、zigbee等無線通信技術將采集儀采集到的數據通過無線傳輸的方式實時2數據采集過程中，采集儀主機向通訊接收端發送采集到的相鄰兩個數據的時間間隔。4概述采集儀主要應用于冷鏈運輸、殺毒滅菌等領域的溫度監測以及工業生產工藝過程的溫度驗證等。采集儀主要由溫度傳感器、測量及信號外理電路組成。采集儀溫度傳感器分為內置和外置兩種形式；供電方式可少為交流、直流以及電池供電三種方式；外殼可密封防水，也可開有散熱通風孔；單路測母一也可冬路測量。來集儀的數據表示方式有本地數字顯示和遠程數字顯一兩種，心程顯示可分為通過方線傳輸效據的實時顯示和數據儲存后取出顯示兩種方采集儀的基本結核公上作原理拆網加圖1所5計量特性5.1測量誤差采集儀的津量課差包括本5.2記錄間限無線通訊未康儀向通計美差和遠程示間般為±.1~±5.0℃。)(組)5.4啟停方式采集儀應可設置其啟動和停止方式。啟動方式固定或諸如立即啟動、定時啟動、延時啟動、手動啟動等可選；停止方式固定或諸如存滿停止、先進先出、按次數停止、手動停止等可選。5.5超溫報警具有超溫報警功能的采集儀，其超溫報警應正常。5.6.1帶本地顯示的采集儀，其數字顯示應清晰，無數字閃爍、疊字、亂錯碼和缺筆畫現象，小數點顯示應正確。5.6.2可投入液體使用的采集儀，應密封無破損。6.1環境條件a)環境溫度：(20±5)℃;b)相對濕度：不超過85%;c)當電測儀器對環境條件另有要求時，應滿足其規定要求。6.2供電條件供電電源應符合被校采集儀、測量標準及恒溫等設備的正常工作要求。6.3測量標準及其他設備校準時，可選用表1所列的測量標準及其他設備。序號備注1二等也可使用滿足要2電測設備與標準鉑電阻溫度計配套使用3測量范圍：(一30～+300)℃不確定度：U=(0.04～0.06)℃,34序號備注4溫度均勻性不超過0.01℃溫度范圍為(一50～+150)℃溫度均勻度不超過0.05℃也可使用滿足校設備。技術指標的表述及規定5讀數的時間間隔6測量標準鉑電阻溫度計水7也可使用其他可調視線水平的讀數8集儀以浸沒并固定于恒溫槽液體介質中9安裝有操作系統及相應軟件設置、讀取、存儲、記據等回路7校準項目和校準方法7.1校準項目采集儀的校準項目為測量誤差。在校準前可對采集儀的記錄間隔、發送間隔、啟停方式、超溫報警、外觀等進行7.2校準前的檢查7.2.1記錄間隔檢查按照采集儀的操作說明，連接采集儀和PC機，安裝并運行相應軟件，檢查采集儀對于無線通訊采集儀，按照采集儀的操作說明，在PC機上安裝無線數據接收裝置以及相應軟件，運行軟件，檢查采集儀的發送間隔是否能夠連續可調。7.2.3啟停方式檢查按照采集儀的操作說明，檢查采集儀的啟動、停止方式是否符合5.4的要求。按照采集儀操作說明，設定超溫報警溫度，然后將采集儀或其溫度傳感器置于恒溫設備中，使恒溫設備的溫度高于采集儀設定的上限報警溫度或低于下限報警溫度，觀察采集儀的報警是否符合5.5的要求。超溫報警的檢查可與測量誤差的校準同時進行。目測檢查采集儀的外觀是否符合5.6的要求。按照采集儀操作說明書的規定，連接采集儀與PC機，設置采集儀的數據記錄間隔、無線發送間隔、啟動方式、停止方式、超溫報警值等采集儀運行的必要參數，通常記錄間隔及發送間隔的設置值應不超過1min。a)對于時鐘可調的采集儀，調整其時間值與計時器的時間值一致；b)對于時鐘不可調的采集儀，應分別同時記錄采集儀和計時器顯示的時間值；c)對于時鐘可置零的采集儀，應與計時器同時置零、啟動。記錄供電電壓。對供電有特殊要求的應配置穩壓電源。對電池供電的采集儀，按其操作說明檢查其電池的供電電壓是否在正常工作范圍內，如低于正常值則應及時更換7.3.4采集儀安裝a)采集儀的溫度傳感器外置且傳感器線纜或插桿長度足以使溫度敏感元件浸沒于恒溫槽均勻溫區內且受環境溫度影響可忽略時，應按JJF1171—2007中6.6.5的規定將溫度傳感器置于恒溫槽中，數據采集部分置于恒溫槽b)采集儀的溫度傳感器外置且傳感器線纜或插桿長度不足以使溫度敏感元件浸沒于恒溫槽均勻溫區內，或雖能足夠浸沒但因插桿導熱性能優良導致受環境溫度影響不可忽略，或溫度傳感器內置、數據采集部分不密封時，應將其整體置于恒溫箱均勻溫56c)整體密封的采集儀，可將其整體放入金屬網兜并浸沒于距離恒溫槽液體介質液無線通訊的采集儀，在完成采集儀安裝后，可開啟通訊接收端及PC機，建立采集校準點應均勻分布在整個測量范圍的整度點上，原則上應包括零點、上限值和下限值在內，不少于5個點。采用標準水銀溫度計作測量標準時，應使用讀數望遠鏡讀取阻溫度計作測量標準時，其工作電流應不大于1mA,插入深度應不小于250mm。插入孔與外界的熱交換，應采用棉花或其他保溫材料塞緊標準溫度計與插入孔之間的將恒溫設備的溫度恒定在各被校溫度點上，溫度偏離校準點不得超過±0.2℃(以測量標準示值為準)。當恒溫槽溫度恒定20min或恒溫箱溫度恒定40min以上時，根據設置的采集儀啟動方式、記錄間隔計算讀數時間，在采集儀記記錄測量標準和計時器的示值，并按照設置的采集儀記錄間隔連續讀取4次。完成最后一個校準溫度點的測量后，取出采集儀或溫溫度附近時，按照采集儀操作說明連接PC機并讀取、打印或通過PC機顯示采集儀采對于無線信號傳輸的采集儀，在按7.3.5方法建立實時通訊連接后，可同時讀取測量標準及PC機的實時顯示值，按“標準→被校→被校→標準”的順序分別讀取測量標具有本地顯示功能的采集儀，按校準無線信號不帶傳感器的采集儀，按照JJG617—1996規定的校準線路，采用輸入標稱電量值法向采集儀輸入每一校準點上對應的模擬電信號，按對最大允許誤差不超過士0.1℃的采集儀，當使用標準鉑電阻溫度計及電測設備作測量標準時，在最高校準溫度點結束后，應立即測量標準鉑7.3.9數據處理a)當使用標準水銀溫度計作測量標準時，采集儀的測量誤差按公式(1)計算：△t——在每一校準點上，被校采集儀的測量誤差，℃;t;——在每一校準點上，被校采集儀顯示值的平均值，℃;t?——在每一校準點上，標準溫度計測得值的平均值，℃;ta——在每一校準點上，標準溫度計顯示值的修正值，℃。b)當使用標準鉑電阻溫度計和電測設備作測量標準時，采集儀的測量誤差按公式(2)計算：每次測量時，t?的大小按公式(3)計算：tn——校準點名義溫度，℃;W。——溫度t?時的電阻!當采集儀最大允許誤差不超過±0.1℃時，R應為實測值；W?,由標準鉑電阻溫度計分度表給出的溫度tn對應的電阻比和電阻比變c)對于多通道采集儀，應分別計算每一通道的測量誤差。d)按照數據處理的修約原則對數據進行修約。測量結果△t的末位應與其測量不確定度的末位對齊。8校準結果的表達校準結果應在校準證書上反映。校準證書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);d)證書的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數的標識；e)客戶的名稱和地址；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h)如果與校準結果的有效性應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；i)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；781)測量誤差的校準結果及其測量不確定度，以及記錄間隔、發送間隔、啟停方式、超溫報警、外觀檢查結果的說明；m)對校準規范的偏離的說明；n)校準證書簽發人的簽名、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，不得部分復制證書的聲明。9復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。為了確保采集儀在其規定的技術性能下使用，建議復校時間間隔最長不超過1年。附錄A校準原始記錄格式示例A.1測量誤差的校準校準溫度點℃讀數時刻℃修正值/℃實際溫度℃℃℃9檢查項目記錄間隔發送間隔外觀(1)測量誤差校準結果的測量不確定度：(2)校準時采集儀安裝狀態：(3)校準過程中出現的異常情況及偏離情況說明：校準證書內頁格式B.1測量誤差校準溫度點℃℃℃自由度ve(或包含因子k)發送間隔白6檢查項目記錄間外觀∩(以下空白)SC.1被測對象以分辨力為0.1℃的采集儀為例，用標準水銀溫度計作測量標準，恒溫槽作配套設備進行校準，評定采集儀在校準點20.0℃時測量誤差的不確定度。C.2評定模型C.2.1數學模型采集儀測量誤差的數學模型為△t在每一校準點上，被校采集儀的測量誤差，℃;i;——在每一校準點上，被校采集儀顯示值的平均值，℃;t。——在每一校準點上，標準水銀溫度計測得值的平均值，℃;ta——在每一校準點上，標準水銀溫度計顯示值的修正值，℃;δt;---在每一校準點上，被校采集儀與標準水銀溫度計測量值的平均值之差，℃。C.2.2靈敏系數方差公式為ue2(△t)=c?2u2(δt;)+c?2uC.3標準不確定度來源輸入量δt;導致的標準不確定度u(δt;)由以下5個分量構成：a)被校采集儀和標準水銀溫度計測量重復性引入的標準不確定度u(δta);b)恒溫槽溫場不均勻性引入的標準不確定度u(ot;z)c)被校采集儀分辨力引入的標準不確定度u(δt;g);d)標準水銀溫度計插入不垂直引入的標準不確定度u(àta)e)標準水銀溫度計估讀引入的標準不確定度u(òt?)。C.3.2輸入量ta導致的標準不確定度u(ta)輸入量ta導致的標準不確定度u(ta)主要由標準水銀溫度計的量值傳遞引入。C.4標準不確定度的評定C.4.1u(òt;)的評定恒溫槽的溫度波動、被校采集儀和標準水銀溫度計的短期不穩定性等均會導致被校采集儀示值與標準水銀溫度計示值之差值的不重復，采用A類評定方法。對被校采集儀和標準水銀溫度計在重復性條件下做10次測量，得到10次差值，分別為：0.15℃,0.17℃,0.15℃,0.16℃,0.15℃,0.15℃,0.15℃,0.16℃,0.17℃,0.15℃。差值的平均值為0.156℃,則單次測量的標準偏差為實際測量中以4次測量值的平均值作為測量結果則則C.4.1.3u(8/.)℃℃C.4.1.4u的評定℃C.4.1.6u(òt;)的計算由于采集儀分辨力導致的標準不確定度u(δta)大于采集儀與測量標準測量值之差重復性導致的標準不確定度u(δta),故兩著之中取u(δta)作為標準不確定度。u(δt;)=√u2(àtia)+u2(δtg)+u2(δtu)+u2(δts)=0.032℃C.4.2u(ta)的評定u(t?)主要由標準水銀溫度計的量值傳遞引入，標準水銀溫度計的測量不確定度為U=40mK(k=2),則C.5合成標準不確定度的評定C.5.1標準不確定度分量一覽表見表C.1所示。符號℃分布備注u(δta)1)被校與標準之差的重復性引入3)被校采集儀分辨力引入5)標準水銀溫度計估讀引入正態均勻均勻均勻均勻小于u(δts),忽略正態C.5.2合成不確定度的計算輸入量δt;、ta彼此之間相互獨立，則合成標準不確定度為uc(△t)=√[c?u(àt;)]2+[czu(ta)]2=0.038C.6擴展不確定度的評定取k=2,則擴展不確定度為C.7測量不確定度的報告溫度數據采集儀測量誤差的測量不確定度為若ta=0.02℃,則20℃的測量結果為△=0.156℃-0.02℃=0.14℃,U=0.08℃測量不確定度評定示例(二)以分辨力為0.01℃的采集儀為例，用二等標準鉑電阻溫度計和1590測溫電橋作為測量標準進行校準。評定采集儀在校準點50.0℃時測D.2.1數學模型i;——在每一校準點上，被校采集儀顯示值的平均值D.2.2靈敏系數D.2.3方差u2(△t)=cíu2(t;)+c2u2D.3標準不確定度來源D.3.1輸入量i;導致的標準不確定度u(i;)輸入量i;導致的標準不確定度u(i;)由以下2個分量構成：a)采集儀測量重復性引入的標準不確定度u(ia);b)采集儀分辨力引入的標準不確定度u(i;z)。D.3.2輸入量t?導致的標準不確定度u(to)輸入量i。導致的標準不確定度u(to)由以下5個分量構成：a)二等標準鉑電阻溫度計量值溯源引入的標準不確定度u(to?);b)電測設備測量誤差引入的標準不確定度u(to?);c)二等標準鉑電阻溫度計水三相點電阻值變化引入的標準不確定度u(to?);d)二等標準鉑電阻溫度計自熱引入的標準不確定度u(io?);e)恒溫槽溫度場不均勻引入的標準不確定度u(ios)。D.4標準不確定度的評定D.4.1u(t;)的評定D.4.1.1u(ta)的評定恒溫槽的溫度波動、被校采集儀的短期不穩定性等均會導致被校采集儀示值的不重復，采用A類評定方法。對被校采集儀在重復性條件下做10次測量，測量值ta分別為：50.03℃,50.04℃,50.04℃,50.03℃,50.04℃平均值為50.036℃,則單次測量的標準偏差為實際測量中以4次測量值的平均值作為測量結果，則u(tu)=s/√4=0.0026℃D.4.1.2u(tz)的評定被校采集儀分辨力為0.01℃,采用B類評定方法。則區間半寬a=0.005℃,該分布服從均勻分布，故它的相對不確定度取10%,則自由度為(t;z)=1/[2×(10%)2]=50。D.4.1.3被校采集儀分辨力引入的標準不確定度u(iz)大于重復性引入的標準不確定度u(ta),則取u(ta)的值作為輸入量t;導致的標準不確定度。故u(t;)=0.0029℃,D.4.2.1u(io?)的評定u(ion)由標準鉑電阻溫度計的量值溯源引入，50℃時二等標準鉑電阻溫度計的不確定度為U=0.0048℃(k=2),則u(to)=0.0024℃它的相對不確定度估計為10%,則自由度為v(ion)=1/[2×(10%)2]=50。D.4.2.2u(to?)的評定用1590測溫電橋測量二等標準鉑電阻溫度計，電橋最大允許誤差為±1×10-5,采用B類評定方法。50℃時二等標準鉑電阻溫度計的標稱值為30Ω,估計為均勻分布，則標準不確定u(fo?)=(1×10-?×30×10)/√它的相對不確定度估計為10%,則自由度為v(i