技术报告-环境试验设备温度湿度校准装置

计 量 标 准 技 术 报 告

计量标准名称 环境试验设备温度湿度校准装置

计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填 写 日 期 2013年 6 月

目 录

一、建立计量标准的目的…………………………………………………… ( 1 ) 二、计量标准的工作原理及其组成 ……………………………………( 1 ) 三、计量标准器及主要配套设备 …………………………………………( 2 ) 四、计量标准的主要技术指标 ……………………………………… …( 3 ) 五、环境条件 ………………………………………………………… …( 3 ) 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………( 4 ) 七、计量标准的重复性试验…………………………………………………( 5 ) 八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………( 7 ) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定 …………………………………( 9 ) 十、检定或校准结果的验证…………………………………………………(14 ) 十一、结论……………………………………………………………………(15 ) 十二、附加说明…………………………………………………………………(15 )

一、建立计量标准的目的 建立环境试验设备温度湿度标准的目的：为了保证全市范围内量传的准确性，使其校准工作更加规范化，同时提高了客户对我们能力的认可程度。此标准开展的项目有环境试验设备。测量范围为温度：（-60～300）℃， 湿度：(5～95.0)%RH。 二、计量标准的工作原理及其组成 1、计量标准工作原理： 通讯电缆 多路低热电势数据采集装置 通讯 电缆 温度、湿度设备或环境 打印机 计算机 图 1 系统程序运行后，由用户来设置环境、用户、被测系统、检定点数、检定温度等检定参数。系统首先进行自检，确认系统各组成部分连接和工作是否正常。系统工作时，计算机在专用软件的控制下通过RS-232与低热电势多路数据采集装置通讯读取被测设备或环境的温度数据。检定结束后，对数据进行分析和处理、存储及生成报表。 2、计量标准的组成： 1 ） 计算机 2 ） 打印机 3 ） 低热电势多路数据采集装置 4 ) 系统专用软件 5 ) 传感器

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三、计量标准器及主要配套设备 名 称 型 号 测量范围 不确定度 或准确度等级 或最大允许误差 制造厂及 出厂编号 检定或 校准机构 检定周期或复校间隔 温场自动测试系统 JLC4001 温度：（-60～300）℃ 湿度：(5～95.0)%RH ±0.15℃ ±3% RH 计量标准器吉林省计量测吉林省试技术研究所计量科计量技术开发学研究公司院 20121201 一年 上海华辰医用仪表有限公司 上海风云气象仪器有限公司0003655 主要配套设备

干湿温度计 / (-5～50)℃ 0.1℃ 威海市计量所 山东省计量科学研究院 一年 空盒气压表 DYM3 (500～1070) kPa U=0.086%, k=2 一年

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四、计量标准的主要技术指标 1.测量范围： 温度：（-60～300）℃； 湿度：(5～95)%RH 2.最小分辨力： 温度：0.01℃ 湿度：0.01%RH 五、环境条件 序号 项 目 要 求 实际情况 结 论 1 温度 (15～35)℃ 24.5℃ 符合要求 2 湿度 （30～85）%RH 56%RH 符合要求 3 气压 （86～106）kPa 98kPa 符合要求

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九、检定或校准结果的测量不确定度评定 （一）温度不确定度评定： 温度范围：（-60～300）℃ 1测量方法 采用温度测量标准设备对环境试验设备进行校准，温度测量标准设备由温度传感器和数字温度显示仪组成，该标准设备具有温度修正值，将被校准环境试验设备设定所要求的标称温度，使其正常工作，稳定后开始读数，每2分钟读数一次，在30分钟内测试15次，温度偏差是指被校准的设备温度显示仪表示值与中心点实际温度之差。 2数学模型 △td=td-to-△to （1） 式中：△td—温度偏差，℃; td—被检设备温度显示仪表显示温度，℃； to—数字温度显示仪读数(温场自动测试系统)，℃； △to—温度测量装置的修正值（指整体检定），℃。 3方差和灵敏度系数 式（1）中to，td，△to互为独立，因而得 c1???td??td??td?1,c2???1,c3???1 ?td?td?td故 uc2=u2(td)+u2(to)+u2(△to) 4标准不确定度一览表 标准不确定度分量u(xi) 不确定度 来 源 标准不确 定度u(xi) 0.12 0.16 0.05 f?ci??xi1 -1 -1 |ci|u(xi) 被测设备仪表读数重复性 u2 温度测量装置读数重复性 u3 温度测量装置误差 5标准不确定度分量的计算 5.1 由td引入的不确定度分量u1 u1 0.12 0.16 0.05 对环境试验设备作15次连续重复测量，从被校准设备显示仪上读取15次显示值，记为td1，td2，…，td15，平均值记为td，其测量列如表1所示。

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表1 i（次数） 1 2 3 4 5 tdi/℃ 79.8 79.9 80.0 79.9 80.0 i（次数） 6 7 8 9 10 tdi/℃ 79.9 79.8 79.9 80.1 80.2 i（次数） 11 12 13 14 15 tdi/℃ 80.0 79.9 80.0 80.1 80.0 根据公式 s=??ti?1ndi?td?2?n?1? 计算得单次实验标准偏差s=0.12℃。则由重复测量引入的标准不确定度分量u1=s=0.12℃。 5.2由to引入的不确定度分量u2 对环境试验设备作15次连续重复测量，从测量标准数字温度显示仪上读取15次显示值，记为to1，to2，…，to15，平均值记为to，其测量列为如表2所示。 表2 i（次数） 1 2 3 4 5 toi/℃ 78.95 79.14 79.16 79.24 79.16 i（次数） 6 7 8 9 10 toi/℃ 79.18 79.24 79.13 79.15 79.20 i（次数） 11 12 13 14 15 toi/℃ 79.13 79.23 79.50 79.54 79.45 根据公式 s=??ti?1noi?to?2?n?1? 计算得单次实验标准偏差s=0.16℃。则由重复测量引入的标准不确定度分量u2=s=0.16℃。 5.3由Δto引入的不确定度分量u3 从校准证书知：温度测量标准装置修正值△to的扩展不确定度U=0.10℃，k=2，则u3=u(△to)=0.10℃/2=0.05℃。 6 合成标准不确定度

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uc=u1?u2?u3=0.21℃ 7 扩展不确定度 根据公式： U= uc × k 取k=2 得： U = uc × k =0.5℃ 8 测量不确定度报告 环境试验设备温度偏差校准结果的扩展不确定度为： U =0.5℃ k=2 (二)湿度不确定度评定： 1测量方法 采用干湿球温度计标准器对湿热试验箱进行湿度校准，湿度测量标准设备由温度传感器和数字温度显示仪组成，将被校准湿热试验箱设定所要求的标称温度和相对湿度，使其正常工作，稳定后开始读数，每2分钟读数一次，在30分钟内测试15次，相对湿度偏差是指被校准的试验箱湿度显示仪表示值与实际湿度之差。 2数学模型 △hd=hd-ho-△ho （1） 式中：△hd—湿度偏差，%RH; hd—被检设备显示仪表显示湿度，%RH； ho—测量标准器读数，%RH； △ ho—测量标准器误差对测量结果的影响，%RH。 3方差和灵敏度系数 式（1）中ho，hd，△ho互为独立，因而得 c1?222??hd??hd??hd?1,c2???1,c3???1 ?hd?hd?hd 故 uc2=u2(hd)+u2(ho)+u2(△ho) 4标准不确定度一览表 标准不确定度分量u(xi) 不确定度 来 源 被测设备仪表读数重复性 湿度测量装置读数重复性 湿度测量装置误差 11

标准不确 定度u(xi) 0.45 0.25 0.50 ci??f?xi|ci|u(xi) u1 u2 u3 1 -1 -1 0.45 0.25 0.50

5标准不确定度分量的计算 5.1 由hd引入的不确定度分量u1 在温度为50℃、湿度为75%RH测量湿热试验箱工作空间中心点湿度，同时从被校准的试验箱湿度显示仪上读取15次显示值，记为hd1，hd2，…，hd15，平均值记为hd，其测量列如表1所示。 表1 i（次数） 1 2 3 4 5 hdi/%RH 74.4 74.4 74.5 74.8 75.0 i（次数） htdi/%RH 6 7 8 9 10 74.9 74.8 75.2 75.6 75.5 ?hdi（次数） 11 12 13 14 15 hdi/%RH 75.6 75.3 75.2 75.8 75.4 根据公式 s=??hi?1ndi?2?n?1? 计算得单次实验标准偏差s=0.45%RH。则由重复测量引入的标准不确定度分量u1=s=0.19%RH。 5.2由ho引入的不确定度分量u2 在温度为50℃、湿度为75%RH，对湿热试验箱作15次连续重复测量，从标准数字温、湿度显示仪上读取15次显示值，记为ho1，ho2，…，ho15，平均值记为ho，其测量列为如表2所示。 表2 i（次数） 1 2 3 4 5 hoi/%RH 76.38 76.43 76.48 76.25 76.18 i（次数） 6 7 8 9 10 hoi/%RH 76.03 76.35 76.58 76.72 76.94 i（次数） hoi/%RH 11 12 13 14 15 76.88 76.60 76.42 76.39 76.59

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根据公式 s=??hi?1noi?ho?2?n?1? 计算得单次实验标准偏差s=0.25%RH。则由重复测量引入的标准不确定度分量u2=s=0.25%RH。 5.3由测量标准器误差引入的不确定度分量u3 从校准证书知：测量标准装置的扩展不确定度U =1.0%RH，k=2，则u3=1.0%RH/2=0.50%RH。 6 合成标准不确定度 uc=u1?u2?u3=0.72%RH 7 扩展不确定度 根据公式： U = uc × k 取k=2 得： U = uc × k =1.5%RH 8 测量不确定度报告 湿热试验箱相对湿度偏差校准结果的扩展不确定度为： U =1.5%RH k=2

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