JJF 1366-2012 温度数据采集仪校准规范

ETETF

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1366-2012

温度数据采集仪校准规范

CalibrationSpecificationofTemperatureDataAcquisitionInstruments

2013-01-08实施

2012-10-08发布

国家质量监督检验检痊总局发布

JJF1366-2012

广。_<>_<:>_<.>_<:>_<:>e<:>e<:>_<:>_<'>_<'>_飞

温度数据采集仪校准规范

CalibrationSpecificationof;JJF1366-2012;

TemperatureDataAcquisitionInstruments飞e<:>e<>-<>_<.>_<.>_<:>e<:>.<:>e<.>_<.>_<:>_<>.t)

归口单位:全国温度计量技术委员会

主要起草单位:浙江省计量科学研究院

参加起草单位:中国计量学院

上海市计量测试技术研究院

深圳市计量质量检测研究院

杭州泽大仪器有限公司

本规范委托全国温度计量技术委员会负责解释

JJF1366-2012

三雪三

意窥竟主要是草人=

tt才患(浙江省计量科学研究院)

周连琴(浙江省计量科学研究院)

陈乐(中国计量学院)

寿文杰(浙江省计量科学研究院)

参加起草人:

姚丽芳(上海市计量测试技术研究院)

喻晓虎(深圳市计量质量检测研究院)

卢航(杭州泽大仪器有限公司)

JJF1366-2012

目录

引言………………………(II)

1范围……………………(门

2引用文件………………………..(门

3术语……………………(1)

4概述……………………(2)

5计量特性………·…................……………..(2)

5.1测量误差……………(2)

5.2记录间隔…..……·……………(2)

5.3发送间隔….......................….........…………·………(2)

5.4启停方式………………....................…………….(3)

5.5超温报警……………….……………·…(3)

5.6外观……........……….(3)

6校准条件………..….......………(3)

5.1环境条件…………......................………(3)

6.2供电条件………………·………(3)

6.3测量标准及其他设备……...........…….........…….(3)

7校准项目和校准方法…………..…...............……………….(川

7.1校准项目……...................…………..(4)

7.2校准前的检查……………...........….........….(5)

7.3校准方法……....................………….(5)

8校准结果的表达……………...........…...............………….(7)

9复校时间间隔……………..旷……………..…….(8)

附录A校准原始记录格式示例…....................………·……(们

附录B校准证书内页格式……………(11)

附录C测量不确定度评定示例(一)…..………………….(12)

附录D测量不确定度评定示例(二)……….(15)

JJF1366-2012

引

本规范依据JJF1071-2010((国家计量校准规范编写规则》起草，其中测量不确定

度的评定按照JJF1059-1999((测量不确定度评定与表示》进行。

本规范为首次起草。

II/

JJF1366-2012

温度数据采集仪校准规范

1范围

本规范适用于内置传感器、测量范围为(-50~+150)OC以及外置传感器、测量范

围为(-80~+500)OC的温度数据采集仪(以下简称采集仪)的校准。

2引用文件

本规范引用下列文件z

JJG617-1996数字温度指示调节仪

JJF1001-2011通用计量术语及定义

JJF1007一2007温度计量名词术语及定义

JJF1030-2010恒温槽技术性能测试规范

JJF1101-2003环撞试验设备温度、湿度校准规范

JJF1171-2007温度遣回撞测仪校准规范

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术语

JJF1001-2011、JJF1007-2007界定的及以下术语和定义适用于本规范。

3.1温度数据采集仪temperaturedataacquisitioninstrument

可直接置于被测环境中进行测量，具有自动采集被测温度信号、数据存储、记录、

通讯等功能的温度测量仪表。

3.2内置传感器built-insensor

安装于采集仪内部的温度传感器。

3.3外置传感器outlaysensor

安装于采集仪外部的温度传感器。

3.4本地显示localindication

在采集仪本体上显示被测温度值的显示方式。

3.5远程显示remoteindication

通过数据交互通讯在上位计算机中显示采集仪测量数据的显示方式。

3.6无线通讯wirelesscommunication

使用蓝牙、zigbee等无线通信技术将采集仪采集到的数据通过无线传输的方式实时

传输到通讯接收端，完成数据的交互功能。

3.7记录间隔recordinterval

采集仪存储相邻两个数据的时间间隔。

3.8发送间隔sendinterval

1

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数据采集过程中，采集仪主机向通讯接收端发送采集到的相邻两个数据的时间

间隔。

4概述

采集仪主要应用于冷链运输、杀毒灭菌等领域的温度监测以及工业生产工艺过程的

温度验证等。

采集仪主要由温度传感器、测量及信息hf，咀电路组成。采集仪温度传感器分为内置

和外置两种形式;供电方式可给萌交流、直流以及电电供电三种方式;外壳可密封防

水，也可开有散热通风孔5单路~~4if马眶。吱立的数据表示方式有本地

传输i据的实时显示和数据储

存后取出显示两种

采集仪的基本

,

5计量特性

5.1测量误差

采集仪的

显示器!

1

|温度!无线通信

t传输电路

!传感器!

i一一1一一一一一!

(组)

一___t一-一一

i温度显示jii

温度数据采集仪!

L一-一-一-一-一一-一一一-一-一-一-一-一-一-一-一-一一一-一一一-一一二十二二一J

图1采集仪基本组成及原理框图

2

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5.4启停方式

采集仪应可设置其启动和停止方式。启动方式固定或诸如立即启动、定时启动、延

时启动、手动启动等可选;停止方式固定或诸如存满停止、先进先出、按次数停止、手

动停止等可选。

5.5超温报警

具有超温报警功能的采集仪，其超温报警应正常。

5.6外观

5.6.1带本地显示的采集仪，其数字显示应清晰，无数字闪烁、叠字、乱错码和缺笔

画现象，小数点显示应正确。

5.6.2可技人液体使用的采集仪，应密封元破损。

注:以上所有技术指标不适用于合格性判断，仅提供参考。

6校准条件

6.1环境条件

a)环境温度(20土5)t;

b)相对湿度=不超过85Yo;

c)当电测仪器对环境条件另有要求时，应满足其规定要求。

注z如不能满足上述条件应考虑由此引入的不确定度。

6.2供电条件

供电电源应符合被校采集仅、测量标准及恒温等设备的正常工作要求。

6.3测量标准及其他设备

校准时，可选用表1所列的测量标准及其他设备。

表E枝准用测量馨准及其他设备

技术要求备注

序号测量设备名称用途

标准锦电阻

1测量标准

二等

温度计

与标准铅电

2电测设备相对误差不大于3XI0→阻温度计配套

也可使用满足要

使用

求的其他测量标准

测量范围(-30~+300)"C

标准水银

3不确定度u=(0.04~0.06)"C,测量标准

温度计

k=2

3

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表1(续)

序号技术要求

测量设备名称用途备注

也可使用满足校

,

恒温槽z准要求的其他恒温

温度均匀性不超过0.01"c

设备。

温度波动性不超过0.02"C/10min恒温槽、恒温箱

提供恒定温

4

技术指标的表述及

恒温设备

专用恒温箱=

度源

温度范围为(-50~+150)OC

翻量分别按照

温度均匀度不超过0.05"cJJF1030-2010和

温度波动度不超过士0.02"C/10minJJF1101←2003的

规定

测量标准器

5MPE:士0.5s/d

计时器读数的时间

间隔

测量标准铀

6水三相点瓶U=lmK,k=2电阻温度计水

三相点电阻值

也可使用其他可l

读取标准水

7

放大倍数5倍以上，可调水平调视线水平的读数

读数望远镜

银温度计示值

装置

放置防水采

集仪以浸没并

8

金属网兜

固定于恒温槽

液体介质中

设置、读

计算机及

取、存储、记

9

安装有操作系统及相应软件

打印机

录采集仪数

据等

提供通讯

10

R232、R485、USB接口电缆线

接口线缆

回路

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

采集仪的校准项目为测量误差。

在校准前可对采集仪的记录间隔、发送间隔、启停方式、超温报警、外观等进行

检查。

JJF曰66-2012

7.2校准前的检查

7.2.1记录间隔检查

按照采集仪的操作说明，连接采集仪和PC机，安装并运行相应软件，检查采集仪

的记录间隔是否能够连续可调。

7.2.2发送间隔检查

对于无线通讯采集仪，按照采集仪的操作说明，在PC机上安装元线数据接收装置

以及相应软件，运行软件，检查采集仪的发送间隔是否能够连续可调。

7.2.3启停方式检查

按照采集仪的操作说明，检查采集仪的启动、停止方式是否符合5.4的要求。

7.2.4超温报警检查

按照采集仪操作说明，设定超温报警温度，然后将采集仪或其温度传感器置于恒温

设备中，使恒温设备的温度高于采集仪设定的上限报警温度或低于下限报警温度，观察

采集仪的报警是否符合5.5的要求.

超温报警的检查可与测量误差的校准同时进行。

7.2.5外观检查

目测检查采集仪的外观是否符合5.6的要求。

7.3校准方法

7.3.1参数设置

按照采集仪操作说明书的规定，连接采集仪与PC机，设置采集仪的数据记录间

隔、无线发送间隔、启动方式、停止方式、超温报警值等采集仪运行的必要参数，通常

记录间隔及发送间隔的设置值应不超过1mino

7.3.2时钟调整

a)对于时钟可调的采集仪，调整其时间值与计时器的时间值一致;

b)对于时钟不可调的采集仪，应分别同时记录采集仪和计时器显示的时间值;

c)对于时钟可置零的采集仪，应与计时器同时置零、启动。

7.3.3供电电压检查

记录供电电压。对供电有特殊要求的应配置稳压电源。对电池供电的采集仪，按其

操作说明检查其电池的供电电压是否在正常工作范围内，如低于正常值则应及时更换

电池。

7.3.4采集仪安装

校准时，按以下方式安装采集仪=

a)采集仪的温度传感器外置且传感器线缆或插杆长度足以使温度敏感元件浸没于

恒温槽均匀温区内且受环境温度影响可忽略时，应按JJF1171-2007中6.6.5的规定

将温度传感器置于恒温槽中，数据采集部分置于恒温槽外;

b)采集仪的温度传感器外置且传感器线缆或插杆长度不足以使温度敏感元件浸没

于恒温槽均匀温区内，或虽能足够浸没但因插杆导热性能优良导致受环境温度影响不可

忽略，或温度传感器内置、数据采集部分不密封时，应将其整体置于恒温箱均匀温

区中;

5

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JJF1366-2012

注:这种情况下，外置传感器采集仪的枝准温度范围与内置传感器采集仪相同。

c)整体密封的采集仪，可将其整体放入金属网兜并浸没于距离恒温槽液体介质液

面200mm以下的均匀温区内，或将其整体置于恒温箱均匀温区中。

7.3.5通讯连接

无线通讯的采集仪，在完成采集仪安装后，可开启通讯接收端及PC机，建立采集

仪与通讯接收端和PC机的实时通讯连接。

7.3.6校准点选择

校准点应均匀分布在整个测量范围的整度点上，原则上应包括零点、上限值和下限

值在内，不少于5个点。

用户有要求时，可按用户要求选择校准点。

7.3.7测量标准的使用

采用标准水银温度计作测量标准时，应使用读数望远镜读取其示值。采用标准铅电

阻温度计作测量标准时，其工作电流应不大于1mA，插入深度应不小于250mm。

当使用恒温箱作恒定温度源时，标准温度计应垂直插入，同时为降低或消除恒温箱

插入孔与外界的热交换，应采用棉花或其他保温材料塞紧标准温度计与插人孔之间的

空隙。

7.3.8校准方法

将恒温设备的温度恒定在各被校温度点上，温度偏离校准点不得超过土0.2.C(以

测量标准示值为准)。当恒温槽温度恒定20min或恒温箱温度恒定40min以上时，根

据设置的采集仪启动方式、记录间隔计算读数时间，在采集仪记录数据的时刻，读取并

记录测量标准和计时器的示值，并按照设置的采集仪记录间隔连续读取4次。

完成最后一个校准温度点的测量后，取出采集仪或温度传感器，待其温度达到环境

温度附近时，按照采集仪操作说明连接PC机并读取、打印或通过PC机显示采集仪采

集、记录的温度测量数据及相应的时间值。

对于元线信号传输的采集仪，在按7.3.5方法建立实时通讯连接后，可同时读取测

量标准及PC机的实时显示值，按"标准→被校→被校→标准"的顺序分别读取测量标

准和PC机的实时显示值。上述顺序为一个读数循环，应进行两个循环的读数。

具有本地显示功能的采集仪，按校准无线信号传输采集仪的读数方法分别读取测量

标准和采集仪的本地显示值。

不带传感器的采集仪，按照JJG617-1996规定的校准线路，采用输入标称电量值

法向采集仪输入每一校准点上对应的模拟电信号，按上述方法读取其测量值。

对于多通道采集仪，应分别对每一通道的测量误差进行校准。

对最大允许误差不超过土O.1"c的采集仪，当使用标准铀电阻温度计及电测设备作

测量标准时，在最高校准温度点结束后，应立即测量标准铀电阻温度计在水三相点上的

电阻值。

7.3.9数据处理

a)当使用标准水银温度计作测量标准时，采集仪的测量误差按公式(1)计算z

b.t=ti一Cto十td)(1)

6

JJF1366-2012

式中=

ó，t一一在每一校准点上，被校采集仪的测量误差，.C;

ti一在每一校准点上，被校采集仪显示值的平均值，.C;

4一一在每一校准点上，标准温度计测得值的平均值，.C;

td一一在每一校准点上，标准温度计显示值的修正值，.C。

b)当使用标准铅电阻温度计和电测设备作测量标准时，采集仪的测量误差按公式

(2)计算:

ó,t=ti-to(2)

每次测量时，to的大小按公式(3)计算:

Wt.-Wt

户n(3)

十(坷，

dt/.

式中:

tn-一一校准点名义温度，oC;

R.

Wto时的电阻比'0当采集仪最大允许误差不超过+0.1'C时，

一一温度

tRtp

Rtp应为实测值z

Wtn,(d~t)-E)z，一由标准铀电阻温度计分度表给出的温度tn对应的电阻比和电阻比变

化率。

c)对于多通道采集仪，应分别计算每一通道的测量误差。

d)按照数据处理的修约原则对数据进行修约。测量结果ó，t的末位应与其测量不确

定度的末位对齐。

8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h

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有关时，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;

i)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;

7

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D测量误差的校准结果及其测量不确定度，以及记录间隔、发送间隔、启停方式、

超温报警、外观检查结果的说明;

m)对校准规范的偏离的说明;

n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识;

0)校准结果仅对被校对象有效的声明;

p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

9复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器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。

为了确保采集仪在其规定的技术性能下使用，建议复校时间间隔最长不超过1年。

8

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附录A

校准原始记录格式示例

委托单位:

委托单位地址:

型号z测量范围:仪器编号:

样品名称=

制造单位:

记录编号:证书编号:

样品校准前后的状态:

校准依据:校准地点:

标准仪器名称:型号规格:不确定度(或准确度等级):

标准仪器编号:

证书号:

有效期:校准前后的状态:

环境温度:

相对湿度:校准日期:

A.l测量误差的校准

校准温度点标准器示值

标准器示值实际温度采集仪示值

测量误差

读数时刻

。C。C

℃℃

℃

修正值j"C

平均值

平均值

平均值

平均值

平均值

校准人员:核验人员z

第页共页

9

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A.2校准前的检查结果

检查项目发送间隔启停方式

记录间隔超温报警外观

检查结果

注:

(1)测量误差校准结果的测量不确定度:

(2)校准时采集仪安装状态z

(3)校准过程中出现的异常情况及偏离情况说明:

校准人员:核验人员:

第页共页

10

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附录B

校准证书内页格式

B.1测量误差

校准温度点被校采集仪测量误差

扩展不确定度

自由度比ff

。C

℃

(或包含因子k)

B.2检查

外观

(以下空白)

11

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附录C

测量不确定度评定示例(一}

C.1被测对象

以分辨力为O.l.C的采集仪为例，用标准水银温度计作测量标准，恒温槽作配套设

备进行校准，评定采集仪在校准点20.0.C时测量误差的不确定度。

C.2评定模型

C.2.1数学模型

采集仪测量误差的数学模型为

ð.t二t一(to十td)=è)ti-td

i

式中:

ð.t一一在每一校准点上，被校采集仪的测量误差，.C;

L一一在每一校准点上，被校采集仪显示值的平均值，oC;

i。一一在每一校准点上，标准水银温度计测得值的平均值，.C;

h一一在每一校准点上，标准水银温度计显示值的修正值，.C;

è)t，"C。

一一在每一校准点上，被校采集仪与标准水银温度计测量值的平均值之差

i

C.2.2灵敏系数

队的灵敏系数=

Cl=að.t/aè)ti=1

td的灵敏系数:

C2=að.t/atd=-1

C.2.3方差

方差公式为

222

(2

ucð.t)=C1U(è)tJ十C/U(td)

C.3标准不确定度来源

C.3.1输入量è)tè)tJ

导致的标准不确定度以

i

输入量è)t导致的标准不确定度以è)tJ由以下5个分量构成:

i

a)被校采集仪和标准水银温度计测量重复性引人的标准不确定度以è)til);

b)恒温槽温场不均匀性引人的标准不确定度以è)tα);

c)被校采集仪分辨力引人的标准不确定度以è)tρ;

d)标准水银温度计插入不垂直引人的标准不确定度以è)t);

i4

e)标准水银温度计估读引人的标准不确定度以è)t5)。

i

C.3.2输入量td导致的标准不确定度以td)

输入量td导致的标准不确定度以td)主要由标准水银温度计的量值传递引人。

C.4标准不确定度的评定

C.4.1u(è)t)的评定

i

C.4.1.1U(è)til)的评定

恒温槽的温度波动、被校采集仪和标准水银温度计的短期不稳定性等均会导致被校

12

JJF1366-2012

采集仪示值与标准水银温度计示值之差值的不重复，采用A类评定方法。

对被校采集仪和标准水银温度计在重复性条件下做10次测量，得到10次差值，分

别为O.15ac,O.17ac,O.15ac,O.16ac,O.15ac,O.15ac,O.15ac,O.16ac,

O.17ac,O.15ac。差值的平均值为O.156ac，则单次测量的标准偏差为

~((;ti-(;t)2

=0.008aC

区间半

acI采用B类评定

C.4.1.5u((;

采用B类督

标准水银温

度，则该区间的半

C.4.1.6u((;tJ的计

由于采集仪分辨力导致

输入量(;t2、(;t，(;u、(;t5彼此之间相互独立，则

ii3

i

2

22

以δtJ=VU2((;t2)+u((;tβ)十u((;t必)+u((;t5)=0.032aC

ii

C.4.2U(td)的评定

U(td)主要由标准水银温度计的量值传递引人，标准水银温度计的测量不确定度为

U=40mK(是=2)，则

U(td)=0.04aC/2=0.020"c

C.5合成标准不确定度的评定

C.5.1标准不确定度分量一览表见表C.1所示。

13

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表C.l标准不确定度分量一览表

数值

备注

不确定度的来源

符号分布

。C

u(~tJ0.032

u(atil)1)被校与标准之差的重复性0.004正态小于u(~tρ，忽略

引人

U(~ti2)0.006

2)温场不均匀性引人