JJF(陜) 090-2022 礦用溫度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范

JJF（陜）090－2022礦用溫度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforMineTemperatureSensor2022－11－16發(fā)布 2023－02－16實(shí)施陜西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(陜)090－2022JJF(陜)090－2022JJF（陜）090－2022礦用溫度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范JJF（陜）090－2022CalibrationSpecificationforMineTemperatureSensor歸口單位：陜西省市場監(jiān)督管理局主要起草單位：榆林市計(jì)量技術(shù)研究院參加起草單位：延安市質(zhì)量技術(shù)檢測研究院本規(guī)范由陜西省市場監(jiān)督管理局負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：王琥（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）張娟蓉（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）張艷飛（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）參加起草人：楊利（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）程占東（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）張敏（榆林市計(jì)量技術(shù)研究院）袁蕓玲（延安市質(zhì)量技術(shù)檢測研究院）JJF(陜)090－2022JJF(陜)090－2022目 錄引 言 （Ⅱ）1 范圍 （1）2 引用文件 （1）3 術(shù)語 （1）4 概述 （1）計(jì)量特性 （2）示值誤差 （2）5.2 重復(fù)性 （2）響應(yīng)時(shí)間 （2）信號(hào)傳輸誤差 （2）報(bào)警點(diǎn)偏差 （2）報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度 （2）絕緣電阻 （2）校準(zhǔn)條件 （2）環(huán)境條件 （2）測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 （2）校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 （3）校準(zhǔn)前檢查 （3）示值誤差及重復(fù)性 （3）響應(yīng)時(shí)間 （4）信號(hào)傳輸誤差 （4）報(bào)警點(diǎn)偏差 （5）報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度 （5）絕緣電阻 （5）校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) （5）校準(zhǔn)結(jié)果處理 （5）校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度 （5）復(fù)校時(shí)間間隔 （6）附錄A礦用溫度傳感器校準(zhǔn)記錄（推薦）格式 （7）附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁（參考）格式 （9）附錄C礦用溫度傳感器示值誤差的不確定度評(píng)定 （11）IⅠI引 言JJF?1071－2010JJF?1001－2011JJF?1059.1－2012定。MT381－2007的相關(guān)條款。本規(guī)范為首次發(fā)布。IIⅡII礦用溫度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于溫度測量范圍為（-20~100）℃，具有數(shù)字顯示的礦用溫度傳感器（以下簡稱傳感器）的校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用下列文獻(xiàn)：MT381－2007煤礦用溫度傳感器通用技術(shù)條件凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。術(shù)語信號(hào)傳輸誤差signaltransmissionerror傳感器的顯示值與輸出電信號(hào)換算為溫度值的差值。概述礦用溫度傳感器用于連續(xù)監(jiān)測并顯示井下作業(yè)環(huán)境、通風(fēng)巷道、密閉硐室內(nèi)環(huán)境溫度值，能將井下監(jiān)測點(diǎn)的環(huán)境溫度通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳送給監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，具有報(bào)警功能。傳感器主要由感溫元件、數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元、聲光報(bào)警裝置、信號(hào)輸出單元等組成。傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：343456連接至分站11111、數(shù)據(jù)處理單元；2、固定桿；3、信號(hào)輸出單元；4、顯示單元；5、聲光報(bào)警裝置；6、感溫元件。圖1 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖計(jì)量特性示值誤差示值誤差不超過±2.5%F.S。重復(fù)性重復(fù)性不大于最大允許誤差絕對值的1/2。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間不大于10s（液體中）。信號(hào)傳輸誤差信號(hào)傳輸誤差不超過±2.5%F.S。報(bào)警點(diǎn)偏差報(bào)警點(diǎn)顯示值與設(shè)定值的差值應(yīng)不超過最大允許誤差的1/2。報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度應(yīng)不小于80dB(A)。絕緣電阻傳感器本安端與外殼之間，常態(tài)下，其絕緣電阻應(yīng)不小于50MΩ。注：以上指標(biāo)不用于合格性判別，僅供參考。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件6.1.1 環(huán)境溫度：（15～35）℃；相對濕度：≤80%。6.1.2 傳感器周圍應(yīng)無影響其正常工作的外磁場干擾。測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備1。表1測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求1恒溫槽測量范圍：（-20~100）℃，均勻性≤0.30℃，波動(dòng)性≤0.10℃/10min2恒溫箱測量范圍：（0~100）℃，溫場均勻性≤0.3℃，波動(dòng)性≤0.1℃/10min3標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測量范圍：(-20～100)℃，示值修正值允許范圍：±(0.15~0.20)℃4讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)5倍以上，可調(diào)水平2225數(shù)字溫度計(jì)測量范圍：(-20～100)℃，最大允許誤差：±0.05℃6頻率計(jì)測量范圍：（0~10）kHz，分辨力：1Hz，穩(wěn)定度≤10-47數(shù)字多用表直流電流：（0~30）mA，直流電壓：（0~30）V，最大允許誤差：±0.5%8直流穩(wěn)壓電源輸出電壓：（0~30）V，分辨力0.1V，輸出電流：（0~3）A，分辨力0.01A，穩(wěn)定度：≤1%92km模擬電纜負(fù)載直流電阻≤12.8Ω/km，分布電容≤0.06μF/km，分布電感≤0.8mH/km10秒表分辨力優(yōu)于0.1s11聲級(jí)計(jì)A計(jì)權(quán)：（30～130）dB，分辨力：0.1dB，準(zhǔn)確度等級(jí)：2級(jí)12絕緣電阻表額定電壓：500V，準(zhǔn)確度等級(jí)：10級(jí)注：允許使用滿足要求的其他測量標(biāo)準(zhǔn)器具。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前檢查傳感器應(yīng)符合相關(guān)安全性規(guī)定，標(biāo)識(shí)標(biāo)志齊全；外殼無明顯劃痕和損傷，金屬部件不應(yīng)（標(biāo)志顯示良好。示值誤差及重復(fù)性傳感器在校準(zhǔn)環(huán)境條件下，預(yù)熱時(shí)間不少于20min。傳感器進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，根據(jù)傳感器說明書要求完成自校。（或恒溫箱(在校準(zhǔn)過程中，感溫元件切勿與金屬物件，容器壁及容器底面接觸)感溫元件在恒溫槽中應(yīng)有足夠的插入深度，熱平衡后繼續(xù)增加插入深度1cm。如制造商另有規(guī)定，則按規(guī)定的插入深度進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)點(diǎn)的選取50℃點(diǎn)的傳感器一般應(yīng)包括0℃的校準(zhǔn)點(diǎn)。待傳感器在測量范圍的低溫點(diǎn)穩(wěn)定后，依次將恒溫槽(或恒溫箱)溫場由低溫到高溫穩(wěn)定在各校準(zhǔn)溫度點(diǎn)。待恒溫槽(或恒溫箱)內(nèi)的溫度穩(wěn)定3min后，記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值和傳感器的顯示值，重復(fù)測量3次，取其算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)實(shí)際值的差值，即為示值誤差。示值誤差按公式（1）計(jì)算：Δt=tP－tB （1）式中：Δt——傳感器的示值誤差，℃；333tPtB——標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的實(shí)際值，℃若以標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器，則Δt=tP－（tS＋d） （2）式中：tS——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值，℃；d——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的修正值，℃。重復(fù)性傳感器重復(fù)性測量與示值誤差同時(shí)進(jìn)行，各校準(zhǔn)點(diǎn)3次測量示值的最大值與最小值之間的差值，即為傳感器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的重復(fù)性，按公式（3）計(jì)算。tr=tmax－tmin （3）式中：tr——傳感器的重復(fù)性，℃；tmax3次測量示值的最大值，℃；tmin3次測量示值的最小值，℃。響應(yīng)時(shí)間將傳感器的感溫元件放入25℃件放入5℃的液體中，待穩(wěn)定后，迅速將感溫元件放入25℃液體中，同時(shí)啟動(dòng)秒表，記錄感器的顯示值達(dá)到原顯示值的90%3器響應(yīng)時(shí)間。信號(hào)傳輸誤差按傳感器說明書規(guī)定的電壓為其供電，將2km在仿真電路末端接上對應(yīng)的信號(hào)測量設(shè)備。恒溫槽（或恒溫箱）溫度由測量下限逐漸升至滿xi，同時(shí)讀取傳感器輸出信號(hào)，重復(fù)測量3將輸出信號(hào)平均值換算成溫度值，按公式（5）計(jì)算傳感器的信號(hào)傳輸誤差。傳感器輸出信號(hào)平均值對應(yīng)的溫度值為：iGi

AA

（4）GmG0GmG0i00

A0式中：Gi——傳感器輸出信號(hào)平均值對應(yīng)的溫度值，℃；Gm——傳感器測量溫度上限值，℃；G0——傳感器測量溫度下限值，℃；444Am——傳感器測量上限對應(yīng)的信號(hào)標(biāo)稱值，mA或Hz；A0——傳感器測量下限對應(yīng)的信號(hào)標(biāo)稱值，mA或Hz；——傳感器的輸出信號(hào)平均值，mAz。傳感器的信號(hào)傳輸誤差為：（5）式中：?x——傳感器的信號(hào)傳輸誤差，℃；Gi——傳感器輸出信號(hào)平均值對應(yīng)的溫度值，℃；x——傳感器的示值平均值，℃。報(bào)警點(diǎn)偏差報(bào)警溫度點(diǎn)設(shè)定在（25～40）℃范圍內(nèi)的某個(gè)值（也可按客戶要求選定），將傳感器感溫元件放入15℃以下溫場中，緩慢地升溫，當(dāng)傳感器發(fā)出報(bào)警時(shí)讀取示值。重復(fù)操作3次，取3次的平均值為傳感器報(bào)警值。按公式（6）計(jì)算報(bào)警點(diǎn)偏差。（6）式中：?A——報(bào)警點(diǎn)偏差，℃；A——報(bào)警設(shè)定值，℃；A——報(bào)警平均值，℃。報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度用聲級(jí)計(jì)（A計(jì)權(quán)）測量。環(huán)境噪音應(yīng)不大于50dB（A），將聲級(jí)計(jì)置于傳感器的報(bào)警聲響器軸心正前方1m處，測量3次，取其平均值為報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度。絕緣電阻用絕緣電阻表測量傳感器本安端與其外殼裸露金屬件之間的電阻，絕緣電阻值應(yīng)滿足本規(guī)范5.7要求。校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果處理JJF1071—2010中5.12校準(zhǔn)項(xiàng)目名稱和測量結(jié)果以及擴(kuò)展不確定度。校準(zhǔn)原始記錄（參考）格式見附錄A，校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁（參考）格式見附錄B。校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度5傳感器校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度按JJF1059.1－2012的要求評(píng)定，校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定示例見附錄C。55復(fù)校時(shí)間間隔建議礦用溫度傳感器復(fù)校時(shí)間間隔不超過12個(gè)月。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。666附錄A記錄編號(hào)：

礦用溫度傳感器校準(zhǔn)記錄（推薦）格式委托單位證書編號(hào)儀器名稱型號(hào)規(guī)格測量范圍分辨力℃輸出信號(hào)出廠編號(hào)生產(chǎn)廠家校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)地點(diǎn)校準(zhǔn)環(huán)境溫度:℃濕度:%RH測量標(biāo)準(zhǔn)測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差證書編號(hào)有效期至校準(zhǔn)結(jié)果1.校準(zhǔn)前檢查2.示值誤差和重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)值/℃測量次數(shù)123平均值/℃示值誤差/℃重復(fù)性/℃?zhèn)鞲衅魇局?℃?zhèn)鞲衅魇局?℃?zhèn)鞲衅魇局?℃?zhèn)鞲衅魇局?℃?zhèn)鞲衅魇局?℃3.響應(yīng)時(shí)間測量次數(shù)123響應(yīng)時(shí)間測量值/s響應(yīng)時(shí)間/s4.信號(hào)傳輸誤差校準(zhǔn)點(diǎn)/℃測量次數(shù)123平均值輸出信號(hào)值轉(zhuǎn)換成溫度值/℃信號(hào)傳輸誤差/℃?zhèn)鞲衅魇局?℃/輸出信號(hào)值/(mAHz）777傳感器示值/℃/輸出信號(hào)值/(mAHz）傳感器示值/℃/輸出信號(hào)值/(mAHz）傳感器示值/℃/輸出信號(hào)值/(mAHz）傳感器示值/℃/輸出信號(hào)值/(mAHz）5.報(bào)警點(diǎn)偏差（設(shè)定值： ℃）測量次數(shù)123平均值顯示值/℃報(bào)警點(diǎn)偏差/℃6.報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度測量次數(shù)123平均值測量值/dB（A）報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度/dB（A）7.絕緣電阻測量值/MΩ絕緣電阻示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：U= ℃（k=2）校準(zhǔn)員： 核驗(yàn)員： 校準(zhǔn)日期： 年 月 日888附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)容及內(nèi)頁（參考）格式校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：a）標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”；b）實(shí)驗(yàn)室的名稱和地址；進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；證書的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)），e）送校單位的名稱；被校對象的描述和明確標(biāo)識(shí)；進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對象的接收日期；如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；校準(zhǔn)環(huán)境的描述；校準(zhǔn)結(jié)果及測量不確定度的說明；對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；o）校準(zhǔn)結(jié)果僅對校準(zhǔn)對象有效的聲明；p）未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書的聲明。999校準(zhǔn)證書內(nèi)頁（參考）格式證書編號(hào)：XXXX-XXXX校準(zhǔn)結(jié)果1.校準(zhǔn)前檢查2.示值誤差、重復(fù)性及信號(hào)傳輸誤差序號(hào)校準(zhǔn)點(diǎn)/℃示值誤差/℃重復(fù)性/℃信號(hào)傳輸誤差/℃?zhèn)渥?23453.響應(yīng)時(shí)間/s4.報(bào)警點(diǎn)偏差/℃（報(bào)警設(shè)定值 ℃）5.報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度6.絕緣電阻示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：U= ℃（k=2）以下空白101010JJF(陜)090－2022JJF(陜)090－2022附錄C礦用溫度傳感器示值誤差的不確定度評(píng)定概述C.1.1測量時(shí)環(huán)境條件：實(shí)驗(yàn)室溫度為（20.0～30.0）℃，相對濕度為（30～70）%。測量標(biāo)準(zhǔn)：使用測量范圍為(0～100)℃的標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器。（0～100）℃，GWD100辨力為0.1℃，最大允許誤差為±2.5%F.S。測量方法：將傳感器預(yù)熱不少于20min3后，分別記錄標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和傳感器示值，重復(fù)上述步驟10次。測量模型測量模型可用公式（C.1）表示：Δt=tP－(tS+d) (C.1)式中：Δt——礦用溫度傳感器的示值誤差，℃；tP——礦用溫度傳感器的示值，℃；ts——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值，℃；d——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的修正值，℃。靈敏系數(shù)輸入量tP

t=1t輸入量ts輸入量dc

PΔt=－1tsΔt=－1不確定度來源

3 du(tP1)；u(tP2)；u(ts1)；u(ts2)；11u(ts3)；u(td1)；u(td2)。各不確定度分量來源分析tPu(tP)的評(píng)定tPu(tP)u(tP1)和分辨u(tP2)兩個(gè)不確定度來源。u(tP1)，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。0.0℃、25.0℃、50.0℃、75.0℃和100.0℃分別做10在實(shí)際測量中，取3次測量的算術(shù)平均值作為傳感器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果，因此，3被測傳感器的測量重復(fù)性引入的不確定度為u(tP1)=s/3校準(zhǔn)點(diǎn)的重復(fù)性最大，為0.11℃，在該校準(zhǔn)點(diǎn)的u(tP1)=

。由表C.1可知該傳感器在50.0℃3=0.07℃。3表C.1重復(fù)性測量數(shù)據(jù)單位：（℃）次數(shù)校準(zhǔn)點(diǎn)12345678910重復(fù)性0.00.00.00.10.00.10.10.00.10.10.10.0525.025.025.025.225.025.125.025.125.125.025.10.0750.050.150.250.050.250.050.250.050.250.250.30.1175.075.875.975.875.876.075.875.976.076.076.00.09100.099.999.8100.0100.099.899.9100.0100.099.9100.00.08ii1 n-1nxi-x23被測傳感器分辨力引入的不確定度為u(tP2)采用B312，則區(qū)間半寬度a=0.05℃，假設(shè)為均勻分布，即k=12

，則由傳感器分辨力引入的不確3定度u(tP2)=0.05/312

=0.03℃。tPtP的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(tP)=0.07℃。輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ts)的評(píng)定輸入量t的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ut主要考慮恒溫槽溫度波動(dòng)性引入的不確定度ut)恒溫槽溫度波動(dòng)性引入的不確定度u(ts1)，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。在(0～100)℃時(shí)，恒溫槽的溫度波動(dòng)性不超過0.10℃/10min，區(qū)間半寬為0.05℃，按均3勻分布處理，包含因子k=3

，則u(ts1)=0.05℃/

=0.03℃。3恒溫槽溫度均勻性引入的不確定度u(ts2)，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。3在(0～100)℃時(shí)，恒溫槽的溫度均勻性不超過0.20℃，區(qū)間半寬為0.10℃，按均勻分布3處理，包含因子k=3

，則u(ts2)=0.10℃

=0.06℃。3標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值估讀引入的不確定度u(ts3)，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。33標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值應(yīng)估讀到分度值的1/10，即0.01℃，區(qū)間半寬為0.005℃，按均勻33分布處理，包含因子k=略不計(jì)。3

，則u(ts3)=0.005℃/

=0.003℃，因?yàn)閿?shù)值很小，u(ts3)可以忽輸入量d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(td)的評(píng)定輸入量d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(td)主要考慮標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)修正值引入的不確定度分量u(td1)和標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正引入的不確定度分量u(td2)。標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)修正值引入的不確定度分量u(td1)，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。由標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的不確定度分析報(bào)告可知，(0～100)℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值修正值的擴(kuò)展不確定度為U=0.04℃（k=2），則u(td1)==0.04℃/2=0.02℃。標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正引入的不確定度分量u(td2)，采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在周期內(nèi)不作零位修正所引入的誤差不超過0.06℃，按均勻分布處理，3包含因子k=3

，則u(td2)=0