Ull省地方计量技术规范

JJF （川）139-2017

数字温度计校准规范

CaIibration SPeCifiCation for DigitaI ThermOmeter

2017-12-30 发布

2018-01-30 实施

四Jll省质量技术监督局 发布

数字温度计校准规范

Ca Ii brat i On SPeC i f i Cat i On for

Digital ThermOmeter

本规范经四川省质量技术监督局于2017年12月30日批准，并自2018 年01月30日起施行。

归口单位：四川省质量技术监督局

主要起草单位：中国测试技术研究院

中国人民解放军第五七一九工厂

参加起草单位：昆明大方自动控制科技有限责任公司

泰安德图自动化仪器有限公司

本规范技术条文由起草单位负责解释

本规范主要起草人：

付志勇（中国测试技术研究院）

廖艳（中国测试技术研究院）

赵晶（中国测试技术研究院）

何辉（中国人民解放军第五七一九工厂）

参加起草人：

李福洪（昆明大方自动控制科技有限责任公司）

王君玲（泰安德图自动化仪器有限公司）

目录

引言

1范围

2引用文件

4计量特性

4.1外观

4.2显示功能

4.3绝缘电阻

4.4示值误差

4.5示值波动

5校准条件

5.1环境条件

5.2供电电源

5.3校准设备

6校准项目和校准方法

6.1校准项目

6.2校准方法

7校准结果的表达

8复校时间间隔

附录A数字温度计校准原始记录格式（参考）

附录B校准证书内页格式（参考）

附录C数字温度计示值误差校准结果的不确定度评定（示例）

引B

IioWF 1071QOIO <M⅛il MKJflΛMA∖i⅛v;观则》⅛j草，其中测僦不确 止成的怦定摧IttJJFI。戏、IdQU《測愀卜通遂度律也马喪示》ilttr.

求为骨R&单.

数字温度计校准规范

1范围

本规范适用于测量范围为-196*c〜1200∙C,温度传感器外置，以数字形式显示 被校温度的一体或成套使用的数字温度计的校准.

2引用文件

JJF 1007-2007温度计量名词术语及定义

JJF 1059.1-2012測量不确定度评定与表示

JJG 160标准钳电阻温度计

JJG 617-1996数字温度指示调节仪

JJG 874-2007温度指示控制仪

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概述

数字温度计由温度传感器和显示仪表组成。温度传感器主要有热电偶、热电阻、 半导体感温元件、集成温度传感器等类型•数字温度计的工作原理为：当被校温度 发生变化时，温度传感器感受到该温度的变化，输岀相应电信号，经数字化处理后， 显示对应温度。数字温度计可单路测量，也可多路测量。

数字温度计按使用功能划分，一般可以分为以下两种形式：

• (1) 只具有显示功能；

• (2) 既具有显示功能，又具有数据存储' 记录打印等功能。

4计量特性

4.1外观

数字温度计的产品名称、型号规格、准确度等级或最大允许误差、测量范围、 制造厂名或商标、出厂编号、制造年月及其编号等均应有明确的标记；数字温度计

构应完好，农Ifif不应有明显的凹痕、外伤、裂缝和变形等现象，金属件不应 有锈Wl及共他机械捆伤。备部位开关、按健操作应灵活可靠。

传感器的引线接插件应接触良好，传感器所使用的保护管及引线应能承受相应 的使用温度。

4.2显示功能

数字温度计应具有相应的显示功能：如欠电压指示/报警、最大值/最小值记忆、 华氏/摄氏温度转换、显示分辨力转换等。

通电状态下，其显示数字及图像应清晰、无叠字，亮度应均匀，不应有缺笔画 或无计量单位等现象，小数点和状态显示应正确。具有负温度测量范围的数字温度 计，当显示OQ以下温度时，数字温度计应显示的极性符号，当超出测量范围 或传感器发生故障时，应显示过载及相应符号。

具有记录打印功能的数字温度计，不应有错打、漏打或打印不清等现象。

4.3绝缘电阻

对于交流供电的数字温度计,在环境温度为15C〜35∙C,相对湿度为30%〜75% 的条件下，数字温度计的电源端子与外壳之间、电源端子与传感器外护管之间的绝 绿电阻应不低于20MΩ .

4.4示值误差

被校数字温度计的示值与实际温度的差值为数字温度计的示值误差，一般为±

0.021 〜±5.0

4.5示值波动

数字温度计显示值的波动量一般应不大于其分辨力值。对于分辨力很高 (6<0.1α%FS )的数字温度计，波动量一般应不大于其五个分辨力值。波动量以波 动偏离波动中值的大小来衡量。

A：分辨力；a：准确度等级：FS：数字温度计的量程，即测量范围上、下限 之差CC).

注：以上指标不做符合性判定。

JJF (JlI) 139-2017

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度15C〜35G 相对湿度：30%~75%.对使用热电偶作温度传感器的 数字温度计需远离热源，确保环境温度相对稳定。

5.1.2除地磁场外，无影响仪表正常校准的外破场.

5.1.3如校准用仪器设备规定了正常使用的环境条件，应符合其规定.

5.2供电电源

数字温度计的供电电源应符合Jt说明15的要求，

5.3校准设备

5.3.1标准器，见表I

βι

5.3.2配套设备，见表2

表2配套设备

校准时由标准器及配套设备引入的扩展不确定度（妇2）应不大于被校数字温度 计最大允许误差绝对值的1/3.

6校准项目和校准方法

校准项目可根据被校仪器的预期用途选择使用。对校准规范的偏离，应在校准 证书中注明。

6.1校准项目

6.1.1外观检査

6.1.2显示功能的检査

6.1.3绝缘电阻

6.1.4示值误差

6.1.5示值波动

6.2校准方法

6.2.1外观检査

依据4.1用目测法检査。

6.2.2显示功能的检査

在接通数字温度计电源的情况下，依据4. 2检査。

6.2.3绝缘电阻

对于交流供电的数字温度计，断开电源，将数字温度计的电源开关置于接通状 态，用输出直流电压为500V的绝缘电阻表测IS电源端子与外売之间、电源端子与 传感器外护管之间的绝缘电阻。

6.2.4示值误差

数字温度计示值误差校准分为比较法和定点法。对于分辨力为0.01 C及以上的 数字温度计可采用定点法校准•对于分辨力为0.01-C及以下的数字温度计可采用比 较法校准。

6,241比较次

1） 校MlrJ逸押

校扪点应均处Mj（T.整个iWftMIliI的整Hi族百度点上,包括零点和测1&范围 I.、卜限在内,应不少F 5个点,当虽程不垃过5oτ∣M.校准点不应少于3个点.

在将殊情况I、'，可根据川戸収求选抒校准点.

2） 州热和Wl粧

歡字温度讣在校Hhfltfh⅛预热30Inin以上或按产品要求预热，在校准过程中不允 许对數字温度讣进行任何调整或参数史改.

3） 校准順序

从低温向高温校准.

4） 校准方法

a） 300∙C及以下各温度点的校准

选择与校准点温度相对应的温度源，将数字温度计的传感器直接插入温度源内 与标准器示值进行比较.温度源恒温温度偏离校准点不超过±0.2P （以标准器示值 为准），待示仙艳定后，按“标准一被校If被校2-••••••~被校“f被校”一…… 一被校2-被校I-标准”的顺序分别读取标准器和被校数字温度计的示值.对于 分辨力为0∙IC及以上的数字温度计，进行两个循环的测蛍。对于分辨力为0.1*C以 下的数字温度计，按以上顺序进行一个循环的测量。

饮数过程中温度源温度应恒定或缓慢、均匀地上升，整个读数过程中温度源温 度变化不得超过士 0.02∙C.

b） 3O0*C及以上其它各温度点的校准

选择与校准点温度相对应的温度源，将数字温度计的传感器直接插入温度源内 与标准常示值进行比较。温度源恒温温度偏离校准点不超过±2C （以标准器示值 为准），待示個絶定后，按"标准一被校If被校2-••••••—被校n-被校”一…… -被校2—被校If标准"的顺序分别读取标准器和被校数字温度计的示值，对于 分辨力为OtC及以上的数字溫度计，进行两个循环的测量.对于分辨力为0.1C以 下的数字溫度计，按以上顺序进行一个循环的测最。

读数过程中温度源温度应恒定或緩慢、均匀地上升，整个读数过程中温度源温 度变化不得超过±0.25^tC∙

温度源用校准炉校准时，将数字温度计传感器和标准器插入均热块插孔中，插 入深度相同，并处于校准炉均热块有效温场区域，均热块插孔直径应与数字温度计 传感器和标准器的直径相适应。

5）示值误差的计算

a） 釆用标准水银温度计作标准器时被校数字温度计的示值误差的计算：

∆/ =∕₄ -Z_J                                  （ 1）

^t, =^tl^+t2                              （2）

式中：∆t一一数字温度计的示值误差（∙C）;

t_b一一被校数字温度计的示值平均值（∙C）;

t_l——温度源实际温度CC）:

4.——标准水银温度计的示值平均值（'C）:

t₁——标准水银温度计证书示值修正值（C）。

b） 采用标准钮电阻温度计作标准器时被校数字温度计的示值误差的计算：

Zf-t,                 （3）

t,=i + （R₁∕R,_p-W.）l{dW.∣dt）               （4）

式中：∆t一一数字温度计的示值误差CO； t_b——被校数字温度计的示值平均值（C）; t,—温度源实际温度CO； /,—标称温度值（∙C）;

R_I一一标准钮电阻温度计在温度，时读出的电阻平均值（Q）：

R_Ilt—标准伯电阻温度计证书上给出的水三相点的电阻值（Q ）； W_l——标准舶电阻温度计证书上给出的在温度，时的电阻比； dW. Idt ——标准伯电阻温度计证书上给出的在温度，时的电阻比随温 度的变化率（∕^,c）.

C）采用标准热电偶作标准器时被校数字温度计的示值误差的计算:

Δ/ =ζ-I_l                           （5）

t,=t + （e_l - e. ）l（de_ι- Idt）                     （6）

式中：∆t一一数字温度计的示值误差（C）；

I_h——被校数字温度计的示值平均值co；

t,一一温度源实际温度（C）;

t--标称温度值CC）:

e,——标准热电偶在校准温度点f附近测得的热电势平均值（mV）；

e,——标准热电偶证书上给出的在温度，时热电势值（mV）；

de,∙∕dl——标准热电偶分度表上给出的在温度，时热电势随温度的变化 率（mVΓC）.

6.2.4.2定点法

D校准点的选择

根据数字温度计的测量范围，选择对应温度区的固定点，一般不应少于3个点。

在特殊情况下，可根据用户要求选择校准点。

2） 预热和调整

数字温度计在校准前应预热30mιn以上或按产品要求预热，在校准过程中不允 许对数字温度计进行任何调整或参数更改。

3） 校准顺序

按分温度区进行从高温到低温的校准。

a） 水三相点（0.01 C）的校准

数字温度计在水三相点校准时，要求水三相点瓶冻制后已保持24小时，每次 使用前应检査冰套是否完整并能自由转动.校准时数字温度计应先预冷再插入水三 相点瓶中，当达到帰平衡后开始读数，读取被校数字温度计的示值应不少于4次， 取平均值。

b） 锡凝固点（231.928C）、锌凝固点（419.527C）、铝凝固点（660.323D的 校准

JJF （JII） 139-2017

数字温度计在锡、锌、铝凝固点校准时，将数字温度计在预热后插入己实现凝 固温坪的固定点装置中，在达到熱平衡后开始读数，读取被校数字温度计的示值应 不少于4次，取平均值•

C）汞三相点（-38.8344∙C）的校准

数字温度计在汞三相点校准时，将数字温度计在预冷后插入己实现汞三相点温 坪的固定点装置中，达到热平衡后开始读数，读取被校数字温度计的示值应不少于 4次，取平均值.

注：定点法温坪复现方法依据JJG 160《标准钳电阻检定规程》. 4）示值误差的计算：

& =宀 ⑺ 式中：∆t一一数字温度计的示值误差（P）；

t_b——被校数字温度计的示值平均值CO； t,——固定点定义温度CO.

6.2.5示值波动

示值波动的校准应包括数字温度计的测量上、下限温度点。将数字温度计的传 感器插入温度源中，设定校准点温度，当恒温源温度达到稳定后，在IOmin中内每 隔Imin读取标准器和数字温度计示值，计算数字温度计波动范围，以波动范围的 1/2作为数字温度计的波动量。

A,=±（ζ_mT_mta）∕2                 （8）

式中：∆t_f--示值波动CC）；

∕_nw,——IO_min中数字温度计扣除标准器变化的最大值； _I，——IOmin中数字温度计扣除标准器变化的最小值。 nun

7校准结果的表达

校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息：

a） 标题“校准证书"

b） 实验室名称和地址；

C）进行校准的地点（如果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） 被校对象的描述和明确标识；

g） 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用相关时，应说明被校对象 的接收日期；

h） 如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；

'）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号：

j） 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k） 校准环境的描述：

l） 校准结果及其测量不确定度的说明；

m） 对校准规范的偏离的说明；

n） 校准证书或校准报告签发人的签名或等效标识；

O） 校准结果仅对被校对象有效的说明；

P） 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的说明。

8复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由数字温度计的使用情况、使用者、数字温度计本 身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间 间隔。

建议复校时间间隔为1年。

附录A

数字温度计校准原始记录格式（参考）

校准点/C

第页共页

附录B

校准证书内页格式(参考)

箜多电匠：Q

以下空白

附录C

数字温度计示值误差校准结果的不确定度评定（示例）

C.1温度传應躍为钳电阻的数字温度计示值误差校准结果不确定度评定

C. 1.1校准依据：

JJF （川）139-2017数字温度计校准规范。

C. 1.2被校对象：

以型号为1552AEX,测量范围为（-80~300） ^,C,分辨力为0.01C,最大 允许误差为±0.05*C （说明书给出）的数字温度计为被校对象。以釆用比较法 校准，校准温度点为ιoo∙c的温度计为例分析其示值误差测量不确定度的评定。 C. 1. 3计量标准：

选用温度范围为（0~420） C的二等标准钳电阻温度计为标准器。

C. 1.4测量模型

Δ/ =∕_t -I_t                           （C. 1）

式中：&一温度计的示值误差（IC）

4 一被校温度计的示值平均值（P）

、一通过标准钳电阻温度计获得的温度源实际温度（P）

C. 1. 5不确定度传播律

测量模型中的各分量彼此独立不相关，则：

以&） = c"0）+c河化）       （C.2）

式中，灵敏度系数为Cl=1, c₂=-l.

C. 1.6不确定度分量的评定

不确定度主要来源有：标准器溯源"（I）,标准器程定性U（_IU）,电测设备 M（Z₁）,恒温槽波动“«2），恒温槽不均匀"&），测量重复性”（匕）.

C. 1. 6.1实际测信中参考标准引入的不确定度”（A）

附录C

数字温度计示值误差校准结果的不确定度评定（示例）

C.1温度传應躍为钳电阻的数字温度计示值误差校准结果不确定度评定

C. 1.1校准依据：

JJF （川）139-2017数字温度计校准规范。

C. 1.2被校对象：

以型号为1552AEX,测量范围为（-80~300） ^,C,分辨力为0.01C,最大 允许误差为±0.05*C （说明书给出）的数字温度计为被校对象。以釆用比较法 校准，校准温度点为ιoo∙c的温度计为例分析其示值误差测量不确定度的评定。 C. 1. 3计量标准：

选用温度范围为（0~420） C的二等标准钳电阻温度计为标准器。

C. 1.4测量模型

Δ/ =∕_t -I_t                           （C. 1）

式中：&一温度计的示值误差（IC）

4 一被校温度计的示值平均值（P）

、一通过标准钳电阻温度计获得的温度源实际温度（P）

C. 1. 5不确定度传播律

测量模型中的各分量彼此独立不相关，则：

以&） = c"0）+c河化）       （C.2）

式中，灵敏度系数为Cl=1, c₂=-l.

C. 1.6不确定度分量的评定

不确定度主要来源有：标准器溯源"（I）,标准器程定性U（_IU）,电测设备 M（Z₁）,恒温槽波动“«2），恒温槽不均匀"&），测量重复性”（匕）.

C. 1. 6.1实际测信中参考标准引入的不确定度”（A）

标准In电風」度计在IOoe的扩展不确定度为作0.006C, A=2,则：

Hu_Sl) = O.IM)6∕2 = 0.003 ^,C

C. 1. 6. 2标成器穂定性引入的不确定度“(&)

标准机电阻温度计在1()OP其穗定性变化不超过±0.014C,则区间半宽为

O.O14*C.按均为分布处理，A=TL得：

w(r_sι) = 0.014∕√3 =0.008 Γ

C L 6. 3电测设备引入的不确定度”(匕)

校准分辨率为0.0Ir的温度计采用超级电阻测温仪作为电测设备，其校准 证书给出的扩展不确定度为久1=6X10。A∙=2,则当校准100C时，由电测设备 带来的误差转换成温度的标准不确定度：

H(r,) =0.003 υ

C. 1.6.4恒温槽温场不均匀引起的不确定度“色)

恒温槽在(-80〜300) P内温场最大温差为0.02∙C,技均匀分布，置信因 子a='Λ ,则：

"(4) = 0.02∕√J = 0.012 P

C. 1.6.5恒温槽温度波动引起的不确定度”6)

恒温槽在(-80〜300) C内温场稳定性±0.01^,C∕10min,则不确定度区间 半宽为0.01C,按均匀分布，置信因子k=43,则：

m(Z₃ ) = 0.01∕√3= 0.006 X?

C- 1.6.6数字温度计的示值读数重复性引入的不确定度“(、)

在IOOC时对被校数字温度计进行10次测蛍，得到测量值(C): 100.01 100.02 100. 00 100. 01 100. 03 100. 01 100. 02 100. 01 100. 03 100. 00.

测量的实验标准差为：

½k→)^j

S(A∙). U ---------0.011 *c

Y 〃-1

实际测戯时,以制徊值的4次平均值为测畑站果，则测址姑果平均值的标 卅:不确定度I

血)=% =0.006C

C.I. 6, 7被校数字温度计分辨加I入不确定度心)

对于分辨力().()1*C的数字温度计，则不确定度区间半宽为0. 005-C,按均 匀分布,置俏因子A=√3,则：

m(∕,)=0. 0()5∕√3=0. 003C

分辨力引入的不确定度分Iit小于皿垠性引入的不确定度分M,由于重夏性 分毋中已经包含分辨力对测徂侶的影响，因此不再考虑分辨力所引入的不确定 度分齢

C. 1. 7合成标准不确定度

C. 1. 7. 1各不确定度分量汇总衰见喪1

*1不确定度分■汇总表

C. 1.7. 2合成标准不确定度计算

以上各项输入责标准不确定度分量彼此独立，互不相关，则其合成标准不

确定度为：

YCi^lUi = 0. 017*C I=I

C. 1.8扩展不确定度

取包含因子A=2,扩展不确定度U=ku_c,则:

t∕=Λu_c =2×0.017 ^,C≈0. 04^,C

C-2温度传感器为热电偶的数字温度计示值误差校准结果不确定度评定

C. 2.1校准依据：

JJF (川)139-2017数字温度计校准规范。

C. 2. 2被校对象：

以型号为MeT-IO0K,测量范围为(400~1000) C,分辨力为0. 1C,最大 允许误差为±2C (说明书给出)的数字温度计为被校对象。以釆用比较法校准， 校准温度点为IOOO-C的数字温度计为例分析其示值误差测量不确定度的评定。 C. 2.3计量标准：

选用温度范围为(419. 527〜1084. 62) C的二等标准伯佬旷钳热电偶为标准

器。

C.2.4测量模型

∆∕=4-4

式中：At一温度计的示值误差(C)

被校温度计的示值平均值(C)

、一通过标准钳徳旷钳热电偶获得的温度源实际温度CC)

C. 2. 5不确定度传播律

测量模型中的各分量彼此独立不相关，则：

^MC (^δZ)=^CyG_t)+^cX (c)          (c.4)

式中'灵敏度系数为c∣ = 1, c₂ =^-lo

111'（川）139-2017

C. 2.6不确尤度分It的怦小

不确巾度1裝来源有I标准牌彻源"(如)，标准鴉推定件”(加)，标准热电 偶参考端温座不均为“如)，电制设务“(4),检定炉湫场分布不均"&)，检定炉 溫场彼动Λu(ι_i),測Itlft复性“化)，

C.2.6.1实际測Ift中参为标應引入的不确定度“(加)

标准熱电例在IooOC的松准结果不确定度小0.6∙C,加2,则：

U(I_tt)≈0.6/2=0. 30'C

C. 2. 6. 2标准器稳定性引入的不伽定度“(加)

标准热电例在IOOOC共秘定性变化不紐过0. fΓC,则区间半勿为0. 45∙C, 抜均匀分布处理，k=>∣3, WII_i

w(∕_g2) = 0.45/√3= 0.26 ^,C

C. 2.6. 3标准热电偶参考端温度不均匀_M(/„),

标准務电偶参考端要求为(0±0, 05) ∙C,区间半宽度为0.05C,按均匀分 布处理，A=√3 ,则：

w(∕_gj)≈ 0.05/^ = 0.03 ^,C

C. 2. 6,4电物设备引入的不确定度“S)

电测设备逸用KElTHLBY 2001七位半数字多用表，其年允许基本误差计算 公式为士(0,0037%red+0.0006%FS),区间半宽度为(0. 0037% “d+0. 0006% FS) =2.726μ V,按均匀分布处理，A=√3,得：

m(∕_i) =2. 726∕√3^s*1.574μ V⅛0. 14^,C

C. 2.6.5检定炉混场不均匀引起的不确定度“&)

检定炉在均匀温场长度不小于60mm,半径为14mm范围内，任意两点间温差 不大于11,区间半宠为0.5∙C,按均匀分布处理，A=√3,则：

JJF (川)139-2017

_M(∕₂) = 0.5∕√3=0.29*C

C. 2. 6. 6检定炉温度波动引起的不确定度"0)

校准过程中，检定炉炉温变化不超过0∙25C,则不确定度区间半宽为

0.12C,按均匀分布，置信因子A= 73 ,则：

U(ZJ) = 0.12/∙∖^ = 0.07 C

C. 2. 6. 7数字温度计的示值读数重复性引入的不确定度”(。)

在1000^,C时对被校数字温度计进行10次测量，得到测量值(C)： IOOI. 2、

1001. 4' 1001.1、1001. 5、1001. 3, 1001.1, 1001. 5, 1001.4, 1001.1. 1001. 1.

测量的实验标准差为：

∣∑(^χ>-^y

S(x,) = V ~-—=0.17-C

I 刀一 1

实际测量时，以测得值的4次平均值为测量结果，则測量:结果平均值的标 准不确定度：

血)=华=0. 09^,C.

√4

C. 2. 6. 7被校数字温度计分辨力引入不确定度“(”)

对于分辨力0∙lC的数字温度计，则不确定度区间半宽为0. 05∙C,按均匀

分布，置信因子A=√3,则：

w(∕₃)=0. 05∕√3=0. 03C

分辨力引入的不确定度分量小于重复性引入的不确定度分量，由于重复性 分量中已经包含分辨力对测得值的影响，因此不再考虑分辨力所引入的不确定 度分量。

C. 2. 7合成标准不确定度

C- 2- 7. 1各不确定度分量汇总表见表2

JJF (川)139-2017

表2不确定度分量汇总表

C. 2. 7. 2合成标准不确定度计算

以上各项输入量标准不确定度分量彼此独立，互不相关，则其合成标准不 确定度为：

W_C⁼ J∑^c>⅛ = θ∙ 52^-C

V /=I

C. 2. 8扩展不确定度

取包含因子妇2,扩展不确定度仁如/贝Ih

U=知c=2xθ.52∙gl. I¹Co

四川省地方计童技术规范 数字温度计校准规范 JJF (JII) 139-2017 四川省质置技术监督局发布