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）

XXXXX有限公司

填

写日期

2010.9.26

目 录

一、计量标准的工作原理及其组成…………………………………………………………( 3 ) 二、选用的计量标准器及主要配套设备……………………………………………………( 4 ) 三、计量标准的主要技术指标………………………………………………………………( 5 ) 四、环境条件…………………………………………………………………………………( 5 ) 五、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………………………( 6 ) 六、计量标准的测量重复性考核……………………………………………………………( 8 )七、计量标准的稳定性考核…………………………………………………………………( 10 )八、环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析………………………………………( 11 )九、环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析………………………………………( 13 )十、计量标准的测量不确定度验证…………………………………………………………( 15 ) 十一、结论……………………………………………………………………………………( 16 )十二、附加说明………………………………………………………………………………( 16 )

一、计量标准的工作原理及其组成

1. 工作原理 采用直接测量法检定，把温度传感器(或湿度传感器)放入被检设备的箱体内，用温湿度测试 仪直接显示被检仪器箱体内的温度(湿度) 。测得温度值(湿度值)与被检箱体的温度值(湿度值) 之间的差值就是该箱体的温度(湿度)误差。

2. 原理图

温湿度测试仪

温(湿)度箱

3.组成： 温湿度测试仪

测量范围：温度： (0~200)℃;湿度： (40~80)%RH 不确定度：温度：U=0.2℃(k=2) ;湿度：U=1.0%RH(k=2)

二、选用的计量标准及主要配套设备不确定度 或准确度等级 制造厂及出 或最大允许误 厂编号 差温度：U=0.2℃ (k=2) ; 湿度：U=1.0%RH (k=2)

名

称

型 号

测量范围

检定或校 准机构

检定周 期或复 校间隔

计多点温湿度 测试仪 WDT-2CY

量 标 准 器

温度： (0~ 200)℃; 湿度： (40~ 80)%RH

无锡市计量科 学研究所 1344

中国测试技 术研究院

1年

电子秒表

DM1-002

(0~24)h(10%~90%)RH (-10~50)℃ (810~1050)hpa

±0.5s/d

上海星钻秒表 有限公司

XX 省 计 量 科 学研究院 XX 市 质 量 技 术监督检测院 XX 省 计 量 科 学研究院

1年

主温湿度计

WS-A1DYM3

±10%RH ±2℃ ±2.0hpa

上

海天垒仪器 仪表有限公司宁波鄞州姜山 玻璃仪器仪表 厂

1年 1年

要 配 套 设 备

空盒气压表

三、计量标准的主要技术指标 1 计量标准测量范围：温度： (0~200)℃;湿度： (40~80)%RH2 计量标准的准确度：温度：U=0.2℃(k=2) ;湿度：U=1.0%RH(k=2)

四、环境条件 序号1

项 目温度

要

求

实 际 情 况(15~35)℃

结合格

论

(15~35)℃

2 3

湿度

(30~85)%RH

(30~85)%RH

合格

气压

(86~106)hPa

(86~106)hPa

合格

五、 计量标准的量值溯源和传递框图

上 一 级 计 量 器 具

计量基(标)准名称：二等标准水银温度计检定装置

不确定度或准确度等级或最大允许误差： 二等 保存机构：中国测试技术研究院

本 级 计 量 器 具

比较法

计量标准名称：环境试验设备温度、湿度校准装置 测量范围：温度 0~200℃ 不确定度或准确度等级或最大允许误差： 温度 U=0.2℃ k=2

下 一 级 计 量 器 具

直接测量法

法 濡、 、

计量器具名称：温湿度试验设备、 (交变)湿热试验设备 测量范围：0~200℃ 不确定度或准确度等级或最大允许误差：温度 U=0.22℃ k=2

计量标准的量值溯源和传递框图

上 一 级 计 量 器 具

计量基(标)准名称：精密露点仪

不确定度或准确度等级或最大允许误差： ±0.1℃ ±0.5%RH

保存机构：中国测试技术研究院

本 级 计 量 器 具

比较法

计量标准名称：环境试验设备温度、湿度校准装置

测量范围：湿度(40~80)%RH 不确定度或准确度等级或最大允许误差： 温度 U=1.0RH k=2

下 一 级 计 量 器 具

直接测量法

计量器具名称：温湿度试验设备、 (交变)湿热试验设备

(40~80)%RH 测量范围：不确定度或准确度等级或最大允许误差：温度 U=1.3%RH k=27

六、计量标准的测量重复性试验选一温湿度试验箱(本中心自备的标准温湿度校验箱) ,测量点为 100℃,用被考核的温湿度 测试仪重复测量 10 次，在其中心的读数如下： 温度：测量次数 1 测量结果 100.12 (单位： ℃)

2100.07

399.98

499.98

5100.04

6100.12

7100.14

8100.05

999.98

10100.04

计算得算术平均值 x 、实验标准偏差 s 分别为： 1 n x = ∑ xi =100.05℃ n i =1n

s=

∑ (xi =1

i

x) 2 =0.02℃

(n 1)

计量标准的测量重复性试验选一温湿度试验箱(本中心自备的标准温湿度校验箱) ,测量点为 85%RH,用被考核的湿度测试 仪重复测量 10 次，在其中心的读数如下： 湿度：测量次数 测量结果 (单位： ℃)

1 85.3

2 85.6

3 83.9

4 83.8

5 84.0

6 85.6

7 84.3

8 84.6

9 84.1

10 84.0

计算得算术平均值 x 、实验标准偏差 s 分别为： 1 n x = ∑ xi =84.5%RH n i =1n

s=

∑ (xi =1

i

x) 2 =0.2%

RH

(n 1)

七、计量标准的稳定性考核-9-

选一台稳定的温湿度试验箱(本中心自备的标准温湿度校验箱) ,测量点为 100℃,85%RH,用 被考核的温湿度测试仪重复测量 10 次，取其中一路，取其算术平均值 y 作为该组的测量结果。共 观测 m=5 组，数据如下: 温度(℃) m n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y 第一组 2010.7.22 100.12 100.07 99.98 99.98 100.04 100.12 100.14 100.05 99.98 100.04 100.05 第二组 2010.9.6 100.10 100.06 100.01 99.99 100.01 100.08 100.15 100.03 99.99 100.06 100.05 第三组 2010.10. 22 100.14 100.08 100.00 99.97 100.02 100.07 100.12 100.01 100.01 100.03 100.05 第四组 2010.12.6 100.12 100.06 100.03 99.97 100.00 100.08 100.10 100.00 99.97 100.00 100.03 第五组 2010.1.22 100.10 100.05 100.01 99.98 100.02 100.06 100.08 100.02 99.96 100.01 100.03

湿度(%RH) : 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y 由以上数据可得：

85.3 85.6 83.9 83.8 84.0 85.6 84.3 84.6 84.1 84.0 84.5

85.7 85.1 84.1 83.6 84.2 85.7 84.7 84.3 83.5 83.5 84.4

85.6 85.2 83.8 83.4 84.1 85.8 84.3 84.8 83.9 83.7 84.5

85.9 84.9 83.7 83.2 84.0 85.9 84.9 84.0 83.7 83.5 84.4

85.8 85.3 84.1 83.6 83.9 85.8 84.7 84.8 84.0 84.1 84.6

温度： y max y min = 0.02℃;湿度： y max y min = 0.3%RH 按测量不确定度分析，温湿度测试仪的扩展不确定度为 0.2℃(k=2) ;1.0%RH(k=2) 显然： y max y min < U 结论：经考核，测量结果中平均值的最大值与最小值之差的绝对值小于扩展不确定度(k=2) , 本标准稳定性符合 JJF1033-2008 的要求。

- 10 -

八、环境试验设备温度偏差校准结果不确定度分析温度测量设备有温度传感器和数字温度显示仪组成，该套设备具有温度修正值。温度偏差是指设备温度显示 仪表示值与中心点实际温度之差。 2 数学模型 td = td to to D1 式中： td ——温度偏差，℃; 1

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，℃; to ——温度测量装置的修正值(指整体检定) ,℃。3 方差与灵敏系数 式 D1 中 to , to , td 互为独立，因而得

c1 =故

td td td = 1 , c2 = = 1 , c3 = = 1 td to touc2 = u 2 (td ) + u 2 (to ) + u 2 ( to )

4 不确定度来源及分析 4.1 由 td 引入的不确定度 对环境试验设备作 15 次独立重复测量。从设备显示仪上读取 15 次显示值，记为 td 1 , td 2 ,…, td 15 ,平均值 记为 td ,其测量列如表 D1 所示。 表 D1

i (次数)1 2 3 4 5

tdi /℃100.1 100.0 99.9 99.9 100.0n

i (次数)6 7 8 9 10

tdi /℃100.1 100.1 100.0 99.9 100.0

i (次数)11 12 13 14 15

tdi /℃100.0 99.9 100.0 99.9 99.8

根据公式

s ( td ) =

∑ (ti =1

di

td ) 2

n(n 1)

计算得算术平均值 td 的实验标准差 s ( td ) =0.02℃。则由 15 次独立重复测量引入的标

准不确定度分量

u1 = s ( td ) = 0.02 ℃,自由度ν 1 = 14 。4.2 由 to 引入的不确定度 对环境试验设备作 15 次独立重复测量，从数字温度显示仪上读取 15 次显示值，记为 to1 , to 2 ,…, to15 , 平均值记为 to ,其测量列如表 D2 所示。

表 D2- 11 -

i (次数)1 2 3 4 5

toi /℃100.12 100.07 99.98 99.98 100.04

i (次数)6 7 8 9 10n

toi /℃100.12 100.14 100.05 99.98 100.04

i (次数)11 12 13 14 15

toi /℃100.06 99.97 100.02 99.96 99.88

n(n 1) 计算得算术平均值 to 的实验标准差 s ( to ) =0.03℃。则由 15 次独立重复测量引入的标准不确定度分量 u2 = s ( to ) = 0.03 ℃,自由度ν 2 = 14 。根据公式 4.3 由 t o 引入的不确定度 从检定证书知：温度测量装置修正值 t o 的扩展不确定度 U 95 =0.2℃,以正态分布估计， k95 =1.960,

s ( to ) =

∑ (ti =1

oi

to ) 2

u3 = u ( t o ) =0.2℃/1.960=0.1℃,ν 3 = ∞ 。5

不确定度分量一览表 不确定度分量如表 D3 所示。

表 D3 序号 1 2 3 6 来源 被测设备仪表读数重复性 温度测量装置读数重复性 温度测量装置误差 符号

ui0.02℃ 0.03℃ 0. 10℃

自由度 14 14

u1 u2 u3

∞

合成标准不确定度2 2 uc = u12 + u2 + u3 = 0.11 ℃

7

有效自由度 根据公式ν eff = uc /(4

∑u

4 i

/ν i )

计算得ν eff =1792,取自由度为 ∞ 8 扩展不确定度 U = kuc =0.22℃,k=2

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九、环境试验设备湿度偏差校准结果不确定度分析1 湿度测量标准用标准温湿度仪，相对湿度偏差是指被校准设备湿度显示仪表示值与设备实际湿度之差。 2 数学模型

hd = hd ho + ho 式中： hd ——湿度偏差，%RH;

E1

hd ——被检设备湿度显示仪表显示温度，%RH; ho ——数字湿度显示仪读数，%RH; ho ——湿度测量装置的修正值(指整体检定) ,%RH。3 方差与灵敏系数 式 E1 中 ho , ho , hd 互为独立，因而得

c1 =故

hd hd hd = 1 , c2 = = 1 , c3 = =1 hd ho houc2 = u 2 (hd ) + u 2 (ho ) + u 2 ( ho )

4 不确定度来源及分析 4.1 由 hd 引入的不确定度 对环境试验设备作 15 次独立重复测量。从设备显示仪上读取 15 次显示值，记为 hd 1 , hd 2 ,…, hd 15 ,平均 值记为 hd ,其测量列如表 E1 所示。 表 E1

i (次数)1 2 3 4 5

hdi /%RH85.0 85.0 85.0 85.0 85.1n

i (次数)6 7 8 9 10

hdi /%RH85.1 85.2 85.2 85.2 85.1

i (次数)11 12 13 14 15

hdi /%RH85.1 85.0 85.0 85.0 85.1

根据公式

s (hd ) =

∑ (hi =1

di

hd ) 2

n(n 1)

计算得算术平均值 td 的实验标准差 s ( hd ) =0.02%RH。则由 15 次独立重复测量引入的标准不确定度分量

u1 = s (hd ) = 0.02%RH,自由度ν 1 = 14 。4.2 由 ho 引入的不确定度 对环境试验设备作 15 次独立重复测量，从数字湿度显示仪上读

取 15 次显示值，记为 ho1 , ho 2 ,…, ho15 , 平均值记为 ho ,其测量列如表 E2 所示。

- 13 -

表 E2

i (次数)1 2 3 4 5

hoi /%RH85.9 84.9 83.7 83.2 84.0

i (次数)6 7 8 9 10n

hoi /%RH85.9 84.9 84.0 83.7 83.5

i (次数)11 12 13 14 15

hoi /%RH86.8 86.3 85.6 85.2 84.6

根据公式

s (ho ) =

∑ (hi =1

oi

ho ) 2

n(n 1)

计算得算术平均值 ho 的实验标准差 s ( ho ) =0.4%RH。则由 15 次独立重复测量引入的标准不确定度分量

u2 = s (ho ) = 0.02%RH,自由度ν 2 = 14 。4.3 由 h o 引入的不确定度 从检定证书知：湿度测量装置修正值 h o 的扩展不确定度 U 95 =1.0%RH,以正态分布估计，k95 =1.960%RH,

u3 = u ( h o ) =1.0℃/1.960=0.51%RH,ν 3 = ∞ 。9

不确定度分量一览表 不确定度分量如表 E3 所示。

表 E3 序号 1 2 3 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 符号

ui0.02%RH 0.4%RH 0.51%RH

自由度 14 14

u1 u2 u3

∞

10 合成标准不确定度2 2 uc = u12 + u2 + u3 = 0.64%RH

11 扩展不确定度 U=k×uc=0.64%RH×2=1.3%RH,k=2

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十、计量标准的测量不确定度验证采用多台(套)比对法进行 用三台温湿度测试仪分别测量一稳定的恒温恒湿箱，其设定点在 40℃、60%RH,得到测量结 果分别为： y (39.5℃、58.7%RH) ;1

; y (39.4℃、58.4%RH) y (39.5℃、57.9%RH)2 3

得： y1 y = 39.5 39.4 =0.1℃ y1 y = 58.7%RH 58.3%RH =0.4%RH 测量结果的扩展不确定度分别为： ; ; U (0.22℃、1.3%RH) U (0.1℃、1.0%RH) U (0.15℃、1.1%RH)1 2 2

得：

2 U =0.18℃ 3 2 U =1.1%RH 3显然： y1 y ≦

n 1 U n

结论：验证表明，本计量标准不确定度评定准确可靠。

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十一、结论

该装置符合 JJF1033-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》规定要求，JJF1033-2008 《计量标准考核规范》的要求，可开展对环境试验设备温度、湿度的校准。

十一、附加说明JJF1001-2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》 JJF1033-2008《计量标准考核规范》

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