环境温湿度建标技术报告

计 量 标 准 技 术 报 告

计 量 标 准 名 称 环境试验设备温度、湿度标准装置

计 量 标 准 负 责 人 罗树坤

建标单位名称（公章） 郴州市计量测试检定所

填 写 日 期 2019年10月25日

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目 录

一、建立计量标准的目的………………………………………………………………（01） 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………………………（01） 三、计量标准器及主要配套设备………………………………………………………（02） 四、计量标准的主要技术指标………………………………………………………. （03） 五、环境条件………………………………………………………………………….. （03） 六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………………………（04） 七、计量标准的重复性试验………………………………………………………….. （05） 八、计量标准的稳定性考核…………………………………………………………..（07） 九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………………. （08） 十、检定或校准结果的验证………………………………………………………….. （12） 十一、结论…………………………………………………………………………….. （13） 十二、附加说明………………………………………………………………………..（13）

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一、建立计量标准的目的 随着社会的发展，我们郴州地区的工矿企业、医疗机构和检测试验技术技术机构，大量使用各种加热（干燥）设备和恒湿设备：干燥箱、培养箱、高低温箱、各类湿热箱、养护箱恒温恒湿箱等。为使这些加热（干燥）设备和恒湿设备处于良好的工况，示值准确无误，给使用这些设备的工矿企业、医疗机构和检测试验技术技术机构，提供技术保证，作为该地区唯一的依法设置法定计量检定机构，很有必要建立该环境试验设备温度、湿度校准装置。 二、计量标准的工作原理及其组成 计量标准的组成：温度测试仪，温湿度仪。 计量标准的工作原理：比对法 整套设备采用温度传感器（热电偶或热点阻），将温场温度信号转换为电信号，再由采集器将所得到的电信号转换成数字信号传递给巡检仪，通过软件系统分析处理数据，最后由巡检仪显示当前温场分布，数据记录，各点温度变化曲线及设备检测报告等。

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三、计量标准器及主要配套设备 名 称 温度传感器 不确定度 型 号 测量范围 或准确度等级 或最大允许误差 福禄克 2635A （-60～制造厂及 出厂编号 检定或 校准机构 检定周 期或复 校间隔 U0.1℃，k2.01 1年 300）℃ （1700020） 2019080313614 福禄克/湖南省计量院 计 温湿量 度检福禄克（30～99）U=1.3%RH，k=2 %RH 标 测校2638A 准 器 福禄克/43660049 湖南省院/2019040304871 1年 主 要 配 套 设 备

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四、计量标准的主要技术指标 福禄克湿度探头： 1、量程：（0—+100）%RH 2、分辨率：0.1%RH 3、精度：±1.3%RH（+5.0%RH—+95%RH） FLUKE 数据采集器： 1、量程：（0—300）℃ 2、准确度等级：U0.1℃，k2.01 3、分辨率：0.01℃ 五、环境条件 序 号 1 2 3 4 5

项 目 室内环境 电压波动 温 度 湿 度 要 求 清洁，无腐蚀性气体 ≤7% （15～35）℃ （30～85）%RH 实 际 情 况 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 结 论 合格 合格 合格 合格 4

六、计量标准的量值溯源和传递框图 上 一 级 计 量 本 单 级 位 计 量 计量标准名称：环境试验设备温度、湿度标准装置 测量范围：（-60～300）℃ （30～99）%RH 相应精度环境试验设备温度、湿度标准装置比较测量 基（标准）名称： 环境试验设备温度、湿度标准装置 溯源单位：湖南省计量检测研究院 器 具 器 具 下 一 级 计 量 计量器具名称： 环境试验设备 相应精度环境试验设备温度、湿度标准装置比较测量 器 具 计量器具名称： 环境试验设备 测量范围： （-60～300）℃ 测量范围： （30～99）%RH

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七、计量标准的重复性试验 计量标准装置名称 测量时间 测量环境条件 1、温度部分 用本单位环境试验设备温度、湿度标准装置在校准条件下,对一台电热鼓风恒温干燥箱在100℃点作重复校准,经不同时的15次等精度测量,测得一组数据如下: i(次数) 1 2 3 4 5 △tdi /℃ 0.21 0.20 0.10 0.31 0.20 i(次数) 6 7 8 9 10 △td i/℃ 0.40 0.11 0.30 0.12 0.20 i(次数) 11 12 13 14 15 △tdi /℃ 0.20 0.20 0.30 0.12 0.40 环境试验设备温度、湿度标准装置 2019年10月10日 温度 22℃ 相对湿度 65%RH sni1xix2 0.13℃ 合格 n1结论 试验人员 2、湿度部分 用本单位环境试验设备温度、湿度标准装置在校准条件下,对一台培养箱在80%RH点作重复校准,经不同时的15次等精度测量,测得一组数据如下: i(次数) 1 2 3 4 5 △hdi /%RH 1.2 0.9 0.9 1.2 0.9 2ii(次数) 6 7 8 9 10 △hdi /%RH 0.9 1.0 0.9 1.0 1.0 0.12%RH i(次数) 11 12 13 14 15 △hd i/%RH 0.8 1.0 1.0 0.8 1.0 sxxni1n1 符合要求 6

八、计量标准的稳定性考核 计量标准装置名称 测量环境条件 用本单位环境试验设备温度、湿度标准装置对一台恒温干燥箱作稳定性考核测量,经三次不同时(每次测量读数15次)的测量,分别得到三组不同时的数据如下: 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 平均 变化量 结论 试验人员 2019年5月 97.18 97.16 97.17 97.18 97.17 97.17 97.17 97.17 97.16 97.17 97.18 97.18 97.17 97.16 97.17 97.17℃ 0.00 符合要求 2019年6月 97.17 97.15 97.17 97.16 97.17 97.17 97.18 97.17 97.18 97.17 97.18 97.17 97.16 97.17 97.18 97.17 0.00 符合要求 2019年7月 97.16 97.18 97.16 97.17 97.16 97.15 97.16 97.15 97.16 97.16 97.15 97.16 97.17 97.16 97.15 97.16 0.01 符合要求 2019年8月 97.18 97.19 97.18 97.17 97.19 97.19 97.18 97.18 97.16 97.18 97.19 97.18 97.18 97.18 97.18 97.18 0.02 符合要求 环境试验设备温度、湿度标准装置 温度 22℃ 相对湿度 65%RH 备注：若计量标准在使用中采用标称值或示值，则稳定性应小于计量标准的最大允许误差的绝对值；如加修正值使用，则应小于修正值的扩展不确定度。 7

九、检定或校准结果的测量不确定度评定 一、温度部分 1、概述： 校准方法（依据本单位环境试验设备温度、湿度标准装置由温度传感器（铂热电阻）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与中心实际温度之差。 2、数学模型： △td=td-t0-△t0 ① 式中：△td------温度偏差，℃； td------被检设备温度显示仪表显示温度，℃； t0------测温仪温度显示读数，℃； △t0------温场测量记录仪的修正值（指整体检定），℃。 3、 方差与灵敏系数： 式①中△t0互为独立，因而得 C3=td=-1 t04、 不确定度来源及分析 4.1由△t0引入的不确定度（A类评定） 用本单位环境试验设备温度、湿度标准装置对一被检设备作15次独立重复测量,从标准温、湿度仪上读取15次显示值,记为t01, t02, t03…… t015，平均值记为t0，测得一组数据如下： i(次数) 1 2 3 4 5 △tdi /℃ 0.2 0.2 0.1 0.3 0.2 2i(次数) 6 7 8 9 10 △td i/℃ 0.4 0.1 0.3 0.1 0.2 0.1℃ i(次数) 11 12 13 14 15 △tdi /℃ 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 sxixni1n1 计算得算术平均值t0的实验标准差 st0=0.026℃  8

则由15次独立重复测量引入的标准不确定分量u2=s4.2 由△t0引入的不确定度（B类评定） t=0.026℃,自由度02=14 从检定证书知，本单位环境试验设备温度、湿度标准装置的修正值△t0的扩展不确定度U95=0.07℃,以正态分布估计,k95=1.960,U2=U(△t0)=0.07℃/1.960=0.036℃,自由度=。 4.3 由仪器分辨率引入的扩展不确定度 根据标准仪器说明书上给出的温度分辨率是0.1℃，则由此分辨力引入的标准不确定度是u3=0.1℃·0.29=0.029℃ 5 不确定分量一览表 序号 1 2 3 6 来源 被测设备仪表读数误差重复性 温场测量记录仪装置误差 温场测量记录仪装置误差 合成标准不确定度 符号 ui 0.026 0.036 0.029 自由度 14 u1 u2 u3  14 22uc=u12u2u3=0.05℃ 7 有效自由度 4根据公式eff=uc/u4i/vi 计算得 eff=75.2 8 扩展不确定度 3个不确定度分量大小接近，且相互独立，其合成仍接近正态分布，取置信水平p=0.95,查t分布表得扩展因子k95=2.01,故得 U95=kuc=0.10℃ 二、湿度部分： 1、概述： 校准方法（依据本单位环境试验设备温度、湿度标准装置由标准温湿度测试仪组成，该套设备具有湿度修正值。湿度偏差是指设备湿度显示仪表与中心实际湿度之差。 2、数学模型： △hd=hd-h0-△h0 ① 式中：△hd------湿度偏差，%RH；

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hd------被检设备湿度显示仪表显示湿度，%RH； h0------湿度显示读数，%RH； △h0------测量记录仪的修正值（指整体检定），%RH。 5、 方差与灵敏系数： 式①中 h0、 hd、△h0互为独立，因而得 C1=hdhdhd=1 C2==-1 C3==-1 hdh0h02222故uc=u(hd)u(h0)u6、 不确定度来源及分析 4.1 由hd引入的不确定度 h0 在温度为20℃、湿度为70%RH时，用本单位环境试验设备温度、湿度标准装置对一被检培养箱设备作15次独立重复测量,从设备显示仪上读取15次显示值,记为hd1, hd2,hd3…… hd15，平均值记为hd，测得一组数据如下： i（次数） 1 2 3 4 5 hdi/（%RH） 70 70 69 70 69 i（次数） 6 7 8 9 10 hdi/℃ 70 69 70 69 70 69.6%RH hdi（次数） 11 12 13 14 15 hdi/℃ 69 70 70 69 70 hd/%RH hshdi=ni1di2n1 0.50%RH h根据公式shd=ni1dihd2=0.13%RH. n(n1)则由15次独立重复测量引入的标准不确定分量u1= Std=0.13%RH,自由度V1=14 8.2 由 h0引入的不确定度 用本单位标准温湿度测试仪对一被检设备作15次独立重复测量,从设备显示仪上读取15次显示值,记为h01, h02, h03…… h015，平均值记为t0，测得一组数据如下： i（次数） 1

h0i/（%RH） 68.7 i（次数） 6 h0i/（%RH） 68.4 i（次数） 11 h0i/（%RH） 68.3 10

2 3 4 5 68.3 68.8 68.9 68.6 7 8 9 10 68.4 68.6 68.3 68.4 68.5%RH 0.23%RH 12 13 14 15 68.2 68.2 68.3 68.6 h0 sh0i 根据公式sh0=ni1h0ih02nn1=0.06%RH. 则由15次独立重复测量引入的标准不确定分量u2=s8.3 由△h0引入的不确定度 h=0.06%RH,自由度V=14 02从校准证书知，本单位环境试验设备温度、湿度标准装置的修正值△h0的扩展不确定度U=1.30%RH, k=2,u3=1.30℃/1.960=0.65℃,自由度=。 9 不确定分量一览表 序号 1 2 3 10 来源 被测设备仪表读数重复性 温湿度测试仪读数重复性 标准温湿度测试仪装置误差 合成标准不确定度 符号 ui 0.13%RH 0.06%RH 0.65%RH 自由度 14 14 u1 u2 u3  22ucu12u2u3=0.67%RH 11.扩展不确定度 由于3个不确定度分量在各个不确定度分量中占比较大，且相互独立，其合成仍接近正态分布，故取扩展因子K95=1.960,得 U95=kuc=1.3%RH.

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十、检定或校准结果的验证 选取一台性能稳定的环境试验设备，编号为07102，在同一地点用本装置和另一台同等级的标准装置进行校准结果比对，结果如下： 温 度 本装置校准结果a 另一装置校准结果b 两结果差△=|a-b| 0.08℃ 0.06℃ 0.02℃ 校准结果 相对湿度 0.2%RH 0.3%RH 0.1%RH 因为两装置不确定度相同，U1 =U2=U 则对于温度√U12+ U22=√2 U=√2×0.06℃=0.08℃ 则对于湿度√U12+ U22=√2 U=√2×0.66%RH=0.9%RH 显然 对于温度△=|a-b|=0.02℃<√U12+ U22=0.08℃ 对于湿度△=|a-b|=0.1%RH <√U12+ U22=0.9%RH 结论:经验证本校准装置校准结果可靠。 12

十一、结论 通过分析和验证，表明本标准符合JJF1101—2003《环境试验设备温度、湿度校准规范》的要求，可开展环境试验设备的温度、湿度校准。 十二、附加说明 JJF 1101-2003 环境试验设备温度、湿度校准规范。