工作用辐射温度计

检定规程（2/2）

6 通用技术要求 6.1 外观 6.1.1 被检温度计上应标有型号规格、制造厂 (或商标)和出厂编号。 6.1.2 被检温度计上或说明书中应有测温范围、视场或距离系数的数值 (或图表、公 式)以及光谱范围信息。 6.1.3 按键功能完好,指示屏显示正常,无可见缺损。 6.2 光学系统 光学系统应清洁、无损伤和松动等现象。目视瞄准系统或辅助瞄准装置能正常引导 测温视场。 6.3 绝缘电阻 采用交流电源供电的被检温度计,电源端子、外壳与信号输出端子相互间的绝缘电 阻均应大于20MΩ。 7 计量器具控制 包括首次检定和后续检定。 7.1 检定条件 7.1.1 计量标准 可采用下列两类形式之一: a)参考温度计与辐射源的组合; b)参考辐射源。 7.1.1.1 适用范围 根据辐射源的空腔和面源的不同类型、发射率指标的差异以及是否为亮度温度溯 源,辐射源限在表1规定的适用范围内使用。

表1 对不同发射率的辐射源的适用范围

7.1.1.2 参考温度计与辐射源的组合 a)参考温度计 不具有亮度温度校准结果的辐射源,必须配备参考温度计。 应根据所用辐射源结构及检定需要,选择能准确表征辐射源被瞄准区域的温度或亮 度温度的参考温度计。 注:可选择铂电阻温度计、热电偶、辐射温度计等。优先选择适用的标准温度计。 1)测温范围应满足检定所需的温度范围。 2)参考辐射温度计的不确定度 (k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的 1/3,参考接触式温度计的不确定度 (k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的 1/5。 例如,对于最大允许误差为 (±1%×温度示值)的被检温度计的检定,可选用符 合表2的参考温度计。 

表 2 可采用的参考温度计

b)辐射源 包括黑体辐射源和面辐射源。 1)测温范围应满足检定所需的温度范围。 2)稳定性与均匀性应满足表2的相应要求。 注:符合均匀性要求的辐射区域直径应不小于被检温度计目标直径的1.4倍或20mm,取大者。 辐射源 (特别是面辐射源)产品的均匀性技术指标所指的有效辐射区域通常大于某一检定 要求的均匀辐射区域,含义不同。 3)发射率应满足表3的相应要求,并在表1限定的适用范围内使用。 4)早期的带有玻璃窗口的高温辐射源只适用于检定光谱范围处于窗口玻璃光谱透 射比平坦区域之内的被检温度计。 5)在露点温度以下使用的辐射源,应具备有效的防结露、防结霜或防止形成雾的 措施;有防氧化专门要求的高温辐射源,应按其说明书的技术要求采取防氧化措施。

表 3 辐射源技术要求

注:t为黑体辐射源温度或亮度温度,或面辐射源亮度温度。

7.1.1.3 参考辐射源 a)应满足7.1.1.2b)中的各项要求,并在表1限定的适用范围内使用。 b)亮度温度的校准不确定度及校准周期内稳定性引起的 不 确 定 度 的 综 合 影 响 (k=2)不大于被检温度计最大允许误差绝对值的1/3。 7.1.2 配套设备 7.1.2.1 电测仪器 a)供标准器使用的电测仪表 (若需要),如电桥、直流数字多用表、标准电阻。其 测量引入的不确定度应不超过标准器不确定度的1/3,或不超过被检温度计最大允许误 差绝对值的1/20。 b)用于测量被检温度计的模拟输出量的电测仪表。其测量引入的不确定度应不超 过被检温度计最大允许误差绝对值的1/20。如0.01级的直流数字多用表。 c)绝缘电阻表:直流500V,不低于10级。 7.1.2.2 辅助设备 a)用于确定检定距离的测长工具。 b)满足辐射温度计的瞄准操作需要的、具有平移和旋转等调节功能的检定工作台 或支架。 c)直流电源、转换开关等 (如果需要)。 7.1.3 环境条件 温度:(18~25)℃。 相对湿度:20%~85%。 实验环境无明显机械振动、强机械冲击和强电磁干扰;实验过程中应避免阳光和强 辐射源对实验用辐射源和辐射温度计的干扰;应避免空调气流、开门窗引起的对流对面 辐射源的影响;环境温度波动不应对辐射温度计测温产生不可忽略的影响。 7.1.4 交流供电 电源:220V±22V,50Hz。 7.1.5 检定装置示意图 检定装置的典型构成见图1,其中,计量标准为辐射源与参考温度计的组合,参考 温度计可为接触式温度计或辐射温度计。使用参考辐射源时,不需要参考温度计。

图1 检定装置示意图

注:图中未画出计量标准或被检温度计所需的电测仪器。

7.2 检定项目 对于首次检定和后续检定,分别按照表4的规定选取对应的检定项目。

表 4 检定项目

7.3 检定方法 7.3.1 通用技术条件的检查 7.3.1.1 外观检查 检查被检温度计外观和说明书,应符合6.1的要求。 7.3.1.2 光学系统 以目视法检查被检温度计光学系统,应符合6.2的要求。 7.3.1.3 绝缘电阻 对于交流供电的被检温度计,测量绝缘电阻,应符合6.3的要求。 符合上述要求后方可进行以下计量性能的检定。 7.3.2 检定温度点的选取 不同检定项目依据表5选取检定温度点 (以下简称检定点),可根据用户要求增加 检定点。 7.3.2.1 固有误差 通常在被检温度计的测温范围内均匀选取检定点。 a)包括接近下限和上限的检定点。 b)接近均匀分布,一般为整百或整十摄氏度点。 c)检定点在最大允许误差突变点附近时,应在最大允许误差较小的一侧选择接近 突变点的检定点。 d)多量程被检温度计的各量程视为不同温度计,按上述方法分别选取检定点。在 相邻量程的重叠区,在较低量程和较高量程应选择相同检定点。

表 5 各量程检定点

7.3.2.2 重复性 通常在测温范围中点附近选取检定点。

7.3.3 计量性能检定前的准备 a)根据说明书信息确定被检温度计的检定距离,具体方法见附录 A。 b)根据说明书信息确认对辐射源直径的要求。说明书未直接给出此信息时,查出 与检定距离相对应的视场直径,选用的黑体辐射源或面辐射源的直径一般应分别不小于 被检温度计视场直径的1.4倍或1.7倍。 c)根据检定点和被检温度计技术指标,选择计量标准。 d)将被检温度计放置于检定环境,通常不少于4h。初始温度与检定环境有较大 差异的,应适当延长放置时间。 e)被检温度计及其他所需仪器按照规定的预热时间要求通电预热。 f)将参考辐射温度计 (如果使用)和被检单波段辐射温度计的发射率设定值设为1, 将被检比色温度计的发射率比设定值设为1。 7.3.4 瞄准要求 a)按照检定距离的要求将被检温度计安装在辐射源空腔前方轴线延长线上,并瞄 准辐射源中心;可调焦被检温度计还应使空腔底成像清晰或聚焦于检定距离处;具体方 法见附录 B。 b)采用参考辐射温度计时,参考和被检温度计应交替瞄准,或以机械方式可重复 地切换位置。 注:应考虑修正参考辐射温度计的校准条件与使用条件的差异对检定结果的影响,参见附录 E。 7.3.5 固有误差 7.3.5.1 调整辐射源设定值,使稳定后的辐射源量值与检定点的偏差不超过被检温度 计最大允许误差的2倍。 7.3.5.2 对参考温度计或参考辐射源应与被检温度计尽量同步地记录两次数据。不能 同步测量时,可按照以下记录顺序:标准 (S)→被检 (T)→被检 (T)→标准 (S)。 记录表格参见附录表 F-1。 注: 1 如果被检温度计在辐射源照射初期示值有漂移现象,对于手持式被检温度计,每次读数前, 应先用挡光板遮挡辐射源不少于30s,并在移开挡光板并启动测量后的若干秒 (一般为响应 时间的3倍)后读数;对于固定安装式被检温度计,应在示值相对稳定后读数。如果说明书 有明确要求的,按使用说明进行操作。 2 同步是相对于辐射源稳定性而言的。若辐射源稳定性足够好,则可依次检定多个被检温 度计。 7.3.5.3 采用有玻璃窗口的黑体辐射源时,进行参考辐射温度计的窗口误差 ΔtSW 和被 检温度计的窗口误差 ΔtTW 的测量,详见附录 D。 注: 1 与玻璃窗口一同进行检定校准的参考辐射温度计,不再考虑窗口影响,即 ΔtSW =0 ℃。 2 使用时应注意保持窗口清洁。 7.3.5.4 改变检定点,重复7.3.5.1至7.3.5.3的步骤,完成其他检定点测量。 7.3.6 重复性 7.3.6.1 辐射源在重复性检定点稳定后,使被检温度计瞄准辐射源。 9 JJG856—2015 市场监管总局 市场监管总局 7.3.6.2 用挡光板在被检温度计前遮挡不少于30s后移开挡光板,记录数若有漂 移现象,参见7.3.5.2注1。 7.3.6.3 重复7.3.6.2的测量过程,共进行10次。 注: 1 可在固有误差实验过程中进行。 2 对于手持式被检温度计,应在移开被检温度计前的挡光板并启动测量后的几秒后读数;对于 固定安装式被检温度计,应在移开挡光板后示值相对稳定后读数。如果说明书有明确要求 的,按使用说明进行操作。 3 必要时,同时测量标准器读数,以修正辐射源的温度漂移。 7.4 检定数据处理 7.4.1 固有误差 固有误差为被检温度计测量理想黑体示值与理想黑体温度的差。在实际检定计算 中,表示为: 固有误差=被检温度计实际示值与检定点的温度差 (ΔtT)-计量标准实际标准值 对检定点的温度差 (ΔtS)+必要的修正项。 7.4.1.1 计量标准实测标准值对检定点的温度差 ΔtS的确定 a)计量标准采用参考温度计时 1)对于温度显示的参考温度计,计算辐射源亮度温度实测示值与在检定点tN的示 值的差 ΔtS: ΔtS =tS -tSN (2) 式中: tS———参考温度计测量辐射源的两次实测示值 (tS1 和tS2,记录于表 F-1)的平 均值,℃; tSN———由参考温度计证书确定的对应于检定点tN的示值,℃。 2)对于电参数输出的参考温度计 (以铂电阻温度计为例),计算辐射源实测温度与 检定点tN的差 ΔtS: ΔtS = RS -RSN dRS/dt (3) 式中: RS———参考温度计测量辐射源温度时的两次输出值 (RS1和RS2,记录于表 F1)的平均值,Ω; RSN———参考温度计证书中对应于检定点tN的输出值,Ω; dRS/dt———参考温度计输出量在检定点tN的温度变化率,Ω/℃。 b)计量标准为参考辐射源时 根据参考辐射源亮度温度的证书值,修正参考辐射源指示温度的实测值与证书值之 差,计算辐射源实际亮度温度与检定点tN的差 ΔtS: ΔtS =tSC -tN + (tSI-tSIC)式中: tSC———由参考辐射源证书确定的对应于检定点tN的亮度温度值,℃; tSI———参考辐射源指示温度两次实测值 (tSI1和tSI2,记录于表 F-1)的平均值,℃; tSIC———由参考辐射源证书确定的对应于检定点tN的指示温度,℃。 注:指示温度为参考辐射源温度控制器或测温温度计指示的实际温度示值。 7.4.1.2 被检温度计实际示值与检定点的温度差 ΔtT的确定 a)对于温度显示的被检温度计 ΔtT =tT -tN (5) 式中: tT———被检温度计两次示值 (tT1和tT2,记录于表 F-1)的平均值,℃。 b)对于电参数输出的被检温度计 (以电流输出为例),计算被检温度计两次实测 值的平均值相对于检定点tN的温度差 ΔtT: ΔtT = IT -ITN dIT/dt (6) 式中: IT———被检温度计两次实测值 (IT1和IT2,记录于表 F-1)的平均值,mA; ITN———被检温度计在tN的名义输出值,mA。 7.4.1.3 固有误差的计算 根据 ΔtT-ΔtS,修正辐射源发射率偏离1、被检与参考温度计测量点温差以及窗 口吸收等因素引入的不可忽略影响。 Δt=(ΔtT -ΔtS)-ΔtVε -ΔtTS -ΔtW (7) 式中: Δt———被检温度计在检定点tN处的固有误差,℃; ΔtVε———辐射源发射率偏离1对固有误差的影响,℃; ΔtTS———被检温度计瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差,℃; ΔtW ———高温黑体辐射源窗口引入的固有误差的窗口误差,℃。 注: 1 对于单波段辐射温度计,修正黑体辐射源发射率偏离1的影响的计算方法见附录 C;当参考 辐射温度计和被检温度计具有相同光谱范围时,可忽略此项修正;ΔtVε的绝对值小于最大允 许误差绝对值的1/20时,可忽略此项修正。对于比色温度计,可忽略此项修正。 2 被检温度计瞄准区域与参考温度计测温区域之间的温度差 ΔtTS不超过 MPE 的1/20或参考 温度计为辐射温度计时,可忽略 ΔtTS修正项。 3 被检温度计和参考辐射温度计的窗口误差的测量与计算的具体方法见附录 D。不带窗口的黑 体辐射源,ΔtW =0 ℃;当参考辐射温度计和被检温度计具有相同光谱范围时,ΔtW =0 ℃, 可忽略此项误差的影响。 7.4.1.4 被检温度计在检定点tN的示值 a)电量输出的被检温度计 ITC =ITN +Δt·dIT/dt式中: ITC———检定点tN处被检温度计实际电量输出,mA; ITN———检定点tN处被检温度计电量输出标称值,mA。 b)温度显示的被检温度计 tTC =tN +Δt (9) tTC———检定点tN处被检温度计实际温度示值,℃。 7.4.2 重复性 重复性通常表示为单次测量的实验标准偏差s的2倍。 s= 1 n-1∑ n i=1 (δi -δ - )2 (10) 式中: n———测量次数; δi———被检温度计单次测量结果与参考温度读数的差值,℃; δ - ———δi 的平均值,℃。 7.5 检定结果的处理 检定结果应包含: a)被检温度计在各检定点的示值和以温差表示的固有误差。对于数字式输出的被 检温度计,根据分辨力确定结果的有效数字位数;对于模拟输出的被检温度计,结果的 有效数字末位通常应与最大允许误差绝对值的1/10相当。 b)被检温度计具有不同量程时,应注明量程。 c)在对检定结果的说明中,注明检定时的检定距离、辐射源直径和辐射源类型 (空腔黑体辐射源或面辐射源),注明被检温度计光谱范围的信息。 对经检定符合本规程要求的被检温度计,出具检定证书;对检定不合格的被检温度 计,出具检定结果通知书,并注明不合格项。 7.6 检定周期 被检温度计检定周期一般不超过1年。