500 K～1 000 K黑體輻射源規(guī)范

JJG309—201124.3有效發(fā)射率effectiveemissivity若黑體在有效腔長(zhǎng)內(nèi)其溫度分布是均勻的，其輻射出射度與同溫度下理想黑體的輻射出射度之比值稱為有效發(fā)射率04.4等效發(fā)射率equivalentemissivity若黑體在有效腔長(zhǎng)內(nèi)其溫度分布有一定的溫度梯度，其輻射出射度與同溫度下理想黑體的輻射出射度之比值稱為等效發(fā)射率05計(jì)量性能要求計(jì)量性能要求見表10表1計(jì)量性能要求序號(hào)檢定項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)工作基準(zhǔn)黑體標(biāo)準(zhǔn)黑體工作黑體1黑體腔幾何參量有效輻射面直徑>20mm>20mm>12mm腔長(zhǎng)比L/R（L為腔的總長(zhǎng)度，R為腔開口半徑）>10>10>5同軸度偏差（有效輻射面中心、腔的開口中心、黑體前表面開口中心）三0.5mm三0.5mm三0.5mm2黑體的溫度特性在達(dá)到溫度穩(wěn)定后，其溫度T的穩(wěn)定性三0.0002T/h三0.0002T/h三0.001T/h腔體的有效輻射面其溫度T的均勻性三0.0005T三0.0005T三0.0002T腔體縱向溫度T的均勻性三0.001T（2/3L內(nèi)）三0.001T（2/3L內(nèi)）三0.01T（1/2L內(nèi)）3黑體的輻射特性實(shí)測(cè)有效發(fā)射率>0.999>0.99>0.97在檢定周期內(nèi)，實(shí)測(cè)有效發(fā)射率的變化三0.01三0.01三0.024表面溫差前端表面溫度與環(huán)境溫度的差值ΔT三10K三10K三10K6通用技術(shù)要求6.1外觀6.1.1應(yīng)有銘牌，銘牌上有名稱、生產(chǎn)廠家、型號(hào)、編號(hào)等06.1.2腔體內(nèi)表面氧化膜或涂料無(wú)明顯剝落和污染06.1.3應(yīng)具有腔形結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)明具體尺寸和有效輻射面的位置06.2工作正常性檢查JJG309—201136.2.1水冷式的水管無(wú)漏水，風(fēng)冷式的風(fēng)扇應(yīng)無(wú)震動(dòng)和異常聲響。6.2.2通電加溫后殼體和空腔體不得帶電，腔內(nèi)無(wú)水汽或揮發(fā)物出現(xiàn)。7計(jì)量器具控制7.1檢定環(huán)境條件實(shí)驗(yàn)室應(yīng)為暗室，無(wú)強(qiáng)空氣對(duì)流；室內(nèi)環(huán)境溫度為（20士2）校，相對(duì)濕度三80%；無(wú)強(qiáng)電磁干擾和振動(dòng)。7.2主要檢定設(shè)備主要檢定設(shè)備見表2。表2檢定設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)要求1工作基準(zhǔn)黑體一套（檢標(biāo)準(zhǔn)黑體）滿足表1中所列的各項(xiàng)指標(biāo)2標(biāo)準(zhǔn)黑體一套（檢工作黑體）滿足表1中所列的各項(xiàng)指標(biāo)3溫度控制器一臺(tái)控溫穩(wěn)定性優(yōu)于0.1K/h，顯示分辨力0.1K4一等標(biāo)準(zhǔn)鉗電阻溫度計(jì)測(cè)溫不確定度優(yōu)于2mK~30mK（k—2）5一等標(biāo)準(zhǔn)鉗銬10-鉗熱電偶兩支測(cè)溫不確定度優(yōu)于0.6K（k—3）5數(shù)字電阻測(cè)量?jī)x分辨率0.1mΩ,符合0.001%級(jí)數(shù)表要求6數(shù)字電壓表一臺(tái)分辨率0.1μv，符合0.002%級(jí)數(shù)字電壓表的指標(biāo)7表面溫度計(jì)一支最小分度值0.1K，示值范圍273K~330K8輻射亮度計(jì)一臺(tái)光譜響應(yīng)范圍1μm~25μm，具有近似平坦的響應(yīng)曲線，視場(chǎng)角三1。7.3輔助檢定設(shè)備7.3.1水冷開關(guān)一個(gè)。7.3.2水冷擋屏一套。7.3.3水三相點(diǎn)杜瓦瓶?jī)蓚€(gè)。7.3.4光路調(diào)整器具：a）框式水平儀一臺(tái)，精度：0.02mm/m~0.05mm/m；b）光學(xué)水準(zhǔn)儀兩臺(tái)，擴(kuò)展不確定度為0.2’（k—2c）刻度間隔為0.1mm的玻璃分劃板兩個(gè)；d）激光器，發(fā)射角小于0.5mrad。7.4檢定項(xiàng)目和檢定方法7.4.1檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目見表3。JJG；09—201152）啟動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)，使標(biāo)準(zhǔn)黑體逐漸到達(dá)測(cè)量系統(tǒng)的主光軸附近。3）通過(guò)光學(xué)水準(zhǔn)儀1觀察，調(diào)整移動(dòng)工作臺(tái)，使標(biāo)準(zhǔn)黑體的光軸與測(cè)量系統(tǒng)的主光軸重合，鎖緊一切可移動(dòng)的部件。4）啟動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)，使標(biāo)準(zhǔn)黑體逐漸移開光軸而被檢黑體逐漸移至測(cè)量系統(tǒng)主光軸附近。5）通過(guò)光學(xué)水準(zhǔn)儀1觀察，調(diào)整移動(dòng)工作臺(tái)，使被檢黑體的光軸與測(cè)量系統(tǒng)的主光軸重合。6）啟動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)使標(biāo)準(zhǔn)和被檢黑體位于測(cè)量系統(tǒng)光軸之外。7）取出輻射亮度計(jì)，安裝到光軌上的多維可調(diào)支架上，利用玻璃分劃板通過(guò)輻射亮度計(jì)目鏡觀察，調(diào)節(jié)支架將輻射亮度計(jì)的光軸調(diào)到與測(cè)量主光軸重合。如輻射亮度計(jì)無(wú)目鏡觀察系統(tǒng)，則通過(guò)光學(xué)水準(zhǔn)儀13來(lái)觀察，將輻射亮度計(jì)的光軸調(diào)到與測(cè)量主光軸基本一致。d）開啟冷卻水源或冷卻風(fēng)扇電源，使黑體外殼冷卻。e）開啟控溫儀電源，把標(biāo)準(zhǔn)黑體和被檢黑體設(shè)置在同一工作溫度點(diǎn)。將一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶放置于空腔內(nèi)測(cè)溫參考點(diǎn)處，并適當(dāng)固定，使熱電偶測(cè)溫點(diǎn)與腔壁有良好的熱接觸。f）開啟兩黑體的加熱電源，在控溫儀控制下升溫。當(dāng)兩黑體穩(wěn)定地工作在設(shè)置溫度上時(shí)，通過(guò)測(cè)溫?zé)犭娕紲y(cè)出兩黑體的有效輻射面處的真實(shí)溫度。當(dāng)Ts一Tt5K，記下測(cè)量的溫度值Ts和Tt，此時(shí)可以進(jìn)行正式測(cè)量。7.4.2.2黑體前端表面溫度與環(huán)境溫度差值的測(cè)量在黑體前端表面離黑體出射孔邊緣15mm處，取上下左右四個(gè)溫度測(cè)定點(diǎn)，利用點(diǎn)接觸表面溫度計(jì)分別測(cè)量4點(diǎn)的溫度，取其最大值Tmax作為前表面溫度記錄于附錄表B.1中，同時(shí)記錄環(huán)境溫度To。7.4.2.3黑體溫度準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的測(cè)量將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測(cè)溫頭固定在黑體有效輻射面的測(cè)溫參考點(diǎn)處，并保持良好的熱接觸，其冷端插入水三相點(diǎn)杜瓦瓶中。連接電測(cè)儀表。等溫度穩(wěn)定后，測(cè)量熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)，記錄于附錄表B.2中。每5min進(jìn)行一次測(cè)量，連續(xù)測(cè)量1h。7.4.2.4有效輻射面溫度均勻性的測(cè)量根據(jù)被檢黑體的幾何形狀，在有效輻射面后相應(yīng)的腔體表面上選取6個(gè)不同部位進(jìn)行溫度測(cè)量，記錄于附錄表B.3中。7.4.2.5有效腔長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)縱向溫度分布均勻性的測(cè)量根據(jù)被檢黑體的幾何形狀，用熱電偶從腔底向開口方向逐步移動(dòng)進(jìn)行溫度測(cè)量，移動(dòng)的間距為5mm。每移動(dòng)一次測(cè)量點(diǎn)，需等測(cè)溫?zé)犭娕驾敵龀浞址€(wěn)定后（約1omin在附錄表B.4中記錄溫度T的溫差電動(dòng)勢(shì)U。如此逐點(diǎn)測(cè)量，直至2/3腔長(zhǎng)處。7.4.2.6黑體有效發(fā)射率的測(cè)量1）啟動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)，使標(biāo)準(zhǔn)黑體到達(dá)光路調(diào)整時(shí)預(yù)設(shè)的位置。2）開啟輻射亮度計(jì)，預(yù)熱1omin。3）標(biāo)準(zhǔn)黑體定位后，測(cè)定腔體有效輻射面參考點(diǎn)的溫度Ts，緩慢抽出測(cè)溫?zé)犭奐JG3?9—2?116偶。打開水冷擋屏。4）打開輻射亮度計(jì)的鏡頭蓋連續(xù)采樣1min記下讀數(shù)Ls；關(guān)閉水冷擋屏。等待2min后打開水冷擋屏再次進(jìn)行輻射亮度值Ls測(cè)定。如此循環(huán)5~7次記錄下各次測(cè)定輻射亮度值Ls。5）參照7.4.2.61）~4）的操作對(duì)被檢黑體進(jìn)行測(cè)量記錄腔體有效輻射面參考點(diǎn)的溫度Tt和輻射亮度值Lt。6）若因外界因素干擾或測(cè)量過(guò)程中有誤動(dòng)作則需重復(fù)7.4.2.61）~5）的測(cè)量。7）測(cè)量結(jié)束按黑體具體使用要求讓其自然降溫監(jiān)測(cè)溫度儀繼續(xù)工作其他儀器則切斷電源。待爐溫降至450K以下時(shí)關(guān)閉冷卻裝置和監(jiān)測(cè)溫度儀表的電源。7.4.2.7檢定數(shù)據(jù)處理7.4.2.7.1前端表面溫度與環(huán)境溫度的差值將附錄表B.1中記錄的前表面溫度各點(diǎn)溫度中最大值Tmax與環(huán)境溫度T0相減得到二者溫度差ΔT—Tmax—T0ΔT10K判定合格。7.4.2.7.2黑體溫度穩(wěn)定性根據(jù)7.4.2.3的方法所測(cè)量的數(shù)據(jù)找出1h溫度測(cè)量的最大差值即與溫度平均值的最大差值ΔTmax—|T—Ti|max作為黑體溫度穩(wěn)定性對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑體ΔTmax三0.0002T判定合格對(duì)于工作黑體ΔTmax三0.001T判定合格。7.4.2.7.3有效輻射面溫度的均勻性根據(jù)7.4.2.4方法所測(cè)量的數(shù)據(jù)取6點(diǎn)溫度間的最大差值ΔTmax—|T—Ti|max作為有效輻射面溫度均勻性對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑體ΔTmax三0.0005T判定合格對(duì)于工作黑體ΔTmax三0.001T判定合格。7.4.2.7.4有效腔長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)縱向溫度分布均勻性根據(jù)7.4.2.5方法所測(cè)量的數(shù)據(jù)取各點(diǎn)溫度間的最大差值ΔTmax—|T—Ti|max作為有效腔長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)縱向溫度分布均勻性對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑體ΔTmax三0.001T判定合格對(duì)于工作黑體ΔTmax三0.01T判定合格。7.4.2.7.5黑體有效發(fā)射率根據(jù)7.4.2.64）條測(cè)量所記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射亮度值的平均值Ls腔 體有效輻射面溫度的平均值Ts和測(cè)量值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差SLST。 ss 根據(jù)7.4.2.65）條測(cè)量所記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算被檢黑體輻射亮度值的平均值Lt腔 體有效輻射面溫度的平均值Tt和測(cè)量值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差SLST。tt將LsTs和LtTt值代入式（1）計(jì)算出被檢黑體的有效發(fā)射率εt：εt—εs式中：εs一一一標(biāo)準(zhǔn)黑體的有效發(fā)射率。LtTs4LsTt4對(duì)測(cè)量的發(fā)射率εt對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑體當(dāng)εt>0.99判定合格；對(duì)于工作黑體當(dāng)εt>0.97判定合格。JJG309—201177.5檢定結(jié)果處理按本規(guī)程要求檢定合格的黑體發(fā)給檢定證書；不合格的黑體發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并指出不合格項(xiàng)。7.6檢定周期標(biāo)準(zhǔn)黑體的檢定周期為2年，工作黑體的檢定周期為1年。JJG309—20118附錄A測(cè)量不確定度評(píng)定在檢定黑體的發(fā)射率時(shí)采取與高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)黑體進(jìn)行對(duì)比測(cè)量按照相對(duì)輻射測(cè)量來(lái)計(jì)算被檢黑體的發(fā)射率可得：uεt—u十u十u十u十u（A.1）A.1u1為上一級(jí)黑體的發(fā)射率的不確定度按傳遞要求為0.1%。u1—u(εs）/εs（A.2）A.2u2為被檢黑體的輻亮度Lt的測(cè)量不確定度。u2—u（Lt）/Lt（A.3）A.3u3為標(biāo)準(zhǔn)黑體的輻亮度Ls的測(cè)量不確定度。u3—u（Ls）/Ls（A.4）由于采用對(duì)比法輻射亮度是相對(duì)測(cè)量因此u2u3只需考慮測(cè)量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。A.4u4為被檢黑體的有效輻射面溫度的測(cè)量不確定度。u4—4[u（Tt）/Tt]（A.5） 其中一等標(biāo)準(zhǔn)鉗電阻溫度計(jì)（一200校~630.74校）的傳遞不確定度為2mk~30mk考慮到擴(kuò)展不確定度的包含因子k—2則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1mk~15mk即一等鉗銬10-鉗熱電偶（419.58校~1084.88校）的傳遞不確定度為0.6k考慮到擴(kuò)展不確定度的包含因子k—3則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.2k即—0.22十（Tti—Tt）2（A.7）A.5u5為標(biāo)準(zhǔn)黑體的有效輻射面溫度的測(cè)量不確定度。u5—4[u（Ts）/Ts]（A.8） 其中一等標(biāo)準(zhǔn)鉗電阻溫度計(jì)（一200校~630.74校）的傳遞不確定度為2mk~30mk考慮到擴(kuò)展不確定度的包含因子k—2則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1mk~15mk即—0.0152十（Tsi—Ts）2一等鉗銬10-鉗熱電偶（419.58校~1084.88校）的傳遞不確定度為0.6k考慮到擴(kuò)展不確定度的包含因子k—3則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.2k即—0.22十（Tsi—Ts）2A.6將上述公式代入式（A.1）即可得到合成不確定度uε。取k—2則tUε—kuεtt即可給出檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。JJG309—20119附錄B500K~1000K黑體輻射源檢定記錄格式表B.1外觀及前表面溫度實(shí)驗(yàn)記錄儀器名稱出廠編號(hào)型號(hào)規(guī)格送檢單位黑體設(shè)置溫度/K送檢日期外觀檢查前表面溫度TmAX/K環(huán)境溫度To/K表面溫升ΔT/K腔形幾何尺寸相對(duì)濕度檢定員核驗(yàn)員檢定日期表B.2發(fā)射率實(shí)驗(yàn)記錄型號(hào)規(guī)格出廠編號(hào)名義溫度/K黑體分類序號(hào)記錄時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)黑體工作溫度標(biāo)準(zhǔn)黑體輻亮度序號(hào)記錄時(shí)間被檢黑體實(shí)測(cè)溫度被檢黑體輻亮度Us/mvT