電熱恒溫水浴鍋校準(zhǔn)規(guī)范（征求意見稿）

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1、JJF－ 廣西壯族自治區(qū)地方計量技術(shù)規(guī)范 JJF （桂）20 電熱恒溫水 Calibration Specification for Electrically-heated Thermostatic Water Bath （征求意見稿） --發(fā)布

2、 --實施 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 Bath JJF－ 歸口單位：廣西壯族自治區(qū)市場監(jiān)督管理局 起草單位：桂林市計量測試研究所

3、 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（桂林市計量測試研究所） XXXXX（桂林市計量測試研究所） XXXXX（桂林市計量測試研究所） 參加起草人： XXXXX（桂林市計量測試研究所） XXXXX（桂林市計量測試研究所） XXXXX（桂林市計量測試研究所） XXXXX（桂林市計量測試研究所） JJF－ 目 錄 引

4、言 （Ⅱ） 1 范圍 （1） 2 引用文件 （1） 3 （1） 4 概述 （2） 5 計量特性 （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)項目和校準(zhǔn)方法 （3） 7.1 校準(zhǔn)項目 （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

5、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 1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1001-2011《通用計量術(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 5170.1—2016《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備檢驗方法第1部分：總則》、GB/T 5170.2《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備檢驗方法 溫度試驗設(shè)備》和JJF 1101-2019 《環(huán)境試驗設(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。

6、 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（0～100）℃電熱恒溫水浴鍋和電熱恒溫水溫箱（以下簡稱水浴鍋）計量性能的校準(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 5170.1—2016 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備檢驗方法 第1部分：總則 GB/T 5170.2 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗設(shè)備檢驗方法 溫度試驗設(shè)備 JJF 1101-2019 環(huán)境試驗設(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，

7、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

8、 deviation 穩(wěn)定狀態(tài)下，工作空間各測量點在規(guī)定時間內(nèi)實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

9、于水浴恒溫加熱和其他溫度試驗。水浴鍋工作空間的試驗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 計量特性 5.1 溫度偏差 應(yīng)滿足用戶實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：（15～35）℃。 6.1.2 相對濕度：≤85 %。 6.1.3 其它條件：水浴鍋周圍應(yīng)無強烈振動及腐蝕性氣體存在，應(yīng)避免其他冷、熱源影響。實際工作中，環(huán)境條件還應(yīng)滿足測量

10、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)：滿足實際布點要求； ——測量范圍：（0～100）℃； ——最大允許誤差：0.05 ℃； ——分辨力：不低于0.01 ℃； ——穩(wěn)定性：0.02 ℃

11、/30 min； ——其他：一般應(yīng)具有PC機通訊接口和軟件，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)，也可以選用擴展不確定度符合要求的測量裝置。 7 校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 7.1 校準(zhǔn)項目 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

12、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)溫度點一般應(yīng)選擇設(shè)備使用范圍的上限、下限及中間點，也可根據(jù)客戶要求選擇實際常用的溫度點。 7.3.2 傳感器布點位置 7.3.2.1 有孔結(jié)構(gòu)的水浴鍋傳感器布點位置? 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

13、下四個點為測溫點（1、2、3、4），如圖5所示。亦可根據(jù)實際工作區(qū)域進(jìn)行布點。 A 1 A B 圖1 單孔布點 圖2 兩孔布點 B A

14、 D C 圖3 四孔布點 E D C B A 圖4 五孔布點 A B O C

15、 D 圖5 無孔結(jié)構(gòu)布點 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

16、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 按下列公式計算各測試點i的溫度上偏差和溫度下偏差。 Δtimax=timax - tN （1） Δtimin=timin - tN （2） 式中： Δtimax——測試點i的溫度上偏差，℃； Δtimin——測試點i的溫度下偏差，℃； timax——測試點

17、i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最高溫度，℃； timin——測試點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，℃。 取所有測試點中，Δtimax和Δtimin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，計算同一個測試點在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： Δtf ——溫度波動度，℃； timax ——測試點i在n次測量中的最高溫度，℃； timin

18、——測試點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)項目。 對于多個溫度測試點，在7.3.3的n次測量中，取各個測試點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： Δtu ——溫度均勻度，℃； tjmax——各測試點在第j次測得的最高溫度，℃； tjmin——各測試點在第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

19、驗室的名稱和地址； c）實施實驗室活動的地點，包括客戶設(shè)施、實驗室固定設(shè)施以外的地點； 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) 實施實驗室活動的日期； j) 報告的發(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，帶有計量單位； m）校準(zhǔn)證書批準(zhǔn)人的簽名； n）未經(jīng)校準(zhǔn)實驗室書面批準(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

20、其使用情況，使用單位可根據(jù)實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 溫度： ℃ 相對濕度： ％RH 校準(zhǔn)日期 證書編號 校準(zhǔn)員 核驗員 溫度設(shè)定值：

21、 溫度顯示值： 測試點 次數(shù) 實測溫度值/℃ A B C D E F G H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

22、 表A.1 (續(xù)) 測試點 次數(shù) 實測溫度值/℃ A B C D E F G H 11 12 13 14 15 16 最大值/℃ 最小值/℃ 平均值/℃

23、 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 傳感器布點示意圖：

24、 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，采用直接測量法進(jìn)行測量。評定依據(jù)JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》。 測量標(biāo)準(zhǔn)：溫濕度試驗設(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，溫度修正值擴展不確定度=0.08 ℃，=2。 C.2 測量模型 Δtimax=timax - tN （C.1）

25、 Δtimin=timin - tN （C.2） 式中： Δtimax——溫度上偏差，℃； Δtimin——溫度下偏差，℃； timax——測試點i在規(guī)定時間內(nèi)n次測量的最高溫度，℃； timin——測試點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）ti

26、max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/℃ 1 37.6

27、3 5 37.73 9 37.63 2 37.61 6 37.67 10 37.73 3 37.68 7 37.68 4 37.71 8 37.64 根據(jù)公式（C.3）計算重復(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)果擴展不確定

28、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，A級鉑電阻在（0～100） ℃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

29、： 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 u

30、1 0.043 2 測量標(biāo)準(zhǔn)溫度修正值 u2 0.04 3 測量傳感器短期穩(wěn)定性 u3 0.0014 4 電測儀表示值短期穩(wěn)定性 u4 0.0058 5 溫度設(shè)定值分辨力 u5 C.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc按下式計算： uc==0.058 ℃ C.5 擴展不確定度的確定 取包含因子k =2，溫度上偏差的校準(zhǔn)結(jié)果擴展不確定度為： 0.12 ℃ C.6 結(jié)果及其不確定度報告 水浴鍋溫度上偏差為：Δtimax = +0.73 ℃，溫度上偏差的校準(zhǔn)結(jié)果擴展不確定度：U=0.12 ℃，k =2。 —————————— 14