JJF(浙) 1234-2026 红外耳额温计黑体空腔校准规范

浙江省地方计量技术规范红外耳/额温计黑体空腔校准规范2026-03-11发布2026-06-11实施校准规范CalibrationspecificaticavitiesusedtocalJJF(浙)1234—2026熊玉亭(浙江省质量科学研究院)王成科(浙江省质量科学研究院)简蕤洁(衢州市计量质量检验研究院)赵丹侠(台州市计量技术研究院)徐慧娟(杭州市质量计量科学研究院)虞垚(舟山市质量技术监督检测研究院)陈坚(湖州唯立仪表科技有限公司)引言 1范围 2引用文件 3.1校准模式 3.2[有效]亮度温度 4概述 5计量特性 5.1亮度温度示值误差 6校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7.2校准方法 8校准结果表达 9复校时间间隔 附录A典型耳/额温计黑体空腔尺寸 附录B测量不确定度评定示例 附录C校准原始记录参考格式 附录D校准证书内页参考格式 ⅡJJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》和JF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制修订工作的基础性系列规范。本规范参考了JG309-2011《500K~1000K黑体辐射源检定规程》、JJG1164-2019《红外耳温计检定规程》、JJF1030-2023《温度校准用恒温槽技术性能测试规范》、JJF1552-2015《辐射测温用-10℃~200℃黑体辐射源校准规范》、JJF1577-2016《红外耳温计型式评价大纲》等规程规范。本规范为首次发布。本规范适用于温度范围(30～42)℃,校准红外耳温计或红外额温计的黑体空腔的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG309-2011500K~1000K黑体辐射源检定规程JJG1164-2019红外耳温计检定规程JJF1030-2023温度校准用恒温槽技术性能测试规范JJF1552-2015辐射测温用-10℃~200℃黑体辐射源校准规范JJF1577-2016红外耳温计型式评价大纲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。3.1校准模式calibrationmode耳/额温计显示从耳/额温计黑体处测量所得的温度模式。[来源：JJF1577-2016,3.1,有修改]3.2[有效]亮度温度[effective]radiancetemperature在给定波长范围，辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温3.3[有效]腔长[effective]cavitylength空腔纵向从底部到整个腔体长度的2/3处的部分称为有效腔长。2若黑体在有效腔长内其温度分布是均匀的，其辐射出射度与同温度下理想黑体的辐射出射度之比称为有效发射率。耳/额温计黑体空腔是按照规定空腔尺寸及工艺要求进行加工、放置在恒温液槽中、用于校准红外耳温计或红外额温计的核心部件。黑体空腔通过恒温液槽工作区的工作介质对其进行加热/制冷，从而在黑体空腔的有效工作区内获得均匀的温度分布。黑体空腔和液体恒温槽共同组成一套黑体辐射源，如图1和图2所示，用于提供校准红外耳温计或红外额温计所需的亮度温度。冷却盘管耳温计黑体空腔工作介质冷却盘管搅拌器工作介质液体恒温槽5计量特性5.1亮度温度示值误差6校准条件6.1环境条件校准环境无明显机械振动和强电磁干扰；校准过程中应避免强烈辐射和对流对校准装置和被校黑体辐射源的干扰；环境温度避免剧烈波动。6.2测量标准及其他设备耳/额温计黑体空腔校准装置由标准黑体辐射源、比较用耳/额温计、液体恒温槽、标准温度计及配套电测设备组成。6.2.1标准黑体辐射源标准黑体辐射源应使用恒温槽黑体辐射源，并符合表1的要求。4温度范围耳温计黑体空腔：≥0.9995;额温计黑体空腔：≥0.9978温度波动度温度均匀度二等电测设备6.2.2比较用耳/额温计性能参数温度范围分辨力优于0.05℃比较器数量不少于3支6.2.3液体恒温槽、标准温度计及配套电测设备液体恒温槽用于为被校耳/额温计黑体空腔提供恒温环境，恒温槽工作区域的尺寸、温度范围、温度均匀度和温度波动度应满足表3的要求。标准温度计和电测设备用于被校黑体空腔放置的恒温槽的温度测量。5设备名称备注槽温度范围(2)满足标准铂电阻温度计浸没深度不小于200mm的要求。温度均匀度水平温差：≤0.005℃最大温差：≤0.010℃温度波动度标准温度计级二等/电测设备级也可采用满足要求的其他设备7校准项目和校准方法7.1校准项目亮度温度示值误差。7.2校准方法采用比较法，以标准黑体辐射源为标准，使用比较用耳/额温计为比较器，校准被校黑体辐射源的亮度温度示值误差。校准装置如图3所示。II比较用耳温计标准铂电阻温度计配电测设备液体恒温槽被校耳温计黑体比较法标准黑体辐射源标准铂电阻温度计配电测设备标准耳温计黑体空腔比较用耳温计液体恒温槽67.2.1校准前准备a)有效发射率计算：耳温计黑体空腔有效发射率计算值应不低于0.999,额温计黑体空腔有效发射率计算值应不低于0.997;b)目视检查被校耳/额温计黑体空腔外观是否完好，若被校黑体空腔内有脱漆或进水的现象，不予校准；c)将比较用耳/额温计放置于校准环境中稳定30min;d)将被校黑体空腔放置于液体恒温槽内。7.2.2亮度温度示值误差的校准7.2.2.1校准点的选择红外耳温计黑体空腔校准点一般包括35℃、37℃和42℃,红外额温计黑体空腔校准点一般包括30℃、35℃、37℃和42℃,也可根据客户要求选择校准温度点。从低温向高温校准。7.2.2.2校准步骤a)将标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的液体恒温槽温度调整至校准温度点并稳定。稳定后，标准铂电阻温度计测得的液体恒温槽工作区域温度与校准点b)打开比较用耳/额温计并调至校准模式，使用不少于3支比较器，采用“标准→被校→被校→标准”顺序分别读取和记录标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的亮度温度示值，同步记录标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的标准温度计示值。原始记录参考格式见附录C。测量时，比较用耳/额温计探头前端应尽量与空腔开口齐平，调整比较用耳/额温计方位使耳/额温计光学系统轴线与耳/额温计黑体空腔轴线重合。c)重复步骤b的操作，再测一遍，取两组测量数据的平均值进行计算。7.2.2.3数据处理将标准和被校黑体辐射源的恒温槽稳定在相同的温度。使用比较用耳/额温计分别测量标准、被校黑体辐射源的亮度温度值，根据公式(1)计算被校黑体空腔的亮度温度示值误差。7tc——被校黑体辐射源的亮度温度值，℃;tcn——标准黑体辐射源的亮度温度值，℃;ts——标准黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;tc——被校黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;tsr——比较用耳/额温计测量标准黑体辐射源的亮度温度tcr——比较用耳/额温计测量被校黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃;8校准结果表达经校准的数字温度计发给校准证书，校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包含以下信息：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);d)证书的唯一性标识(如编号),页码及总页数的标识；e)客户名称和地址；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和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行i)对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；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离和说明；n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o)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。89复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素，使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间。9附录A典型耳/额温计黑体空腔尺寸耳温计黑体空腔尺寸如附图A.1所示，空腔开口直径为10mm,壁厚2mm或更小。空腔内壁表面采用喷砂工艺形成漫射面，涂高发射率漆提升空腔发射率。等温腔体条件下，8μm～14μm波长范围发射率大于0.999。额温计黑体空腔尺寸如附图A.2所示，空腔开口直径为50mm,壁厚2.5mm或更小。空腔内壁表面采用喷砂工艺形成漫射面，涂高发射率漆提升空腔发射率。等温腔体条件下，8μm～14μm波长范围发射率大于0.997。作为标准器使用的标准铂电阻温度计的测点位置应设置在耳/额温计黑体空腔周围的液槽工作区域内。标准铂电阻温度计安装法兰(绝热材料)液面标准铂电阻温度计液面安装法兰(绝热材料)JJF(浙)1234-2026测量不确定度评定示例耳温计黑体空腔亮度温度示值误差测量结果的不确定度评定被校对象为红外耳温计黑体空腔，测量范围为(35～42)℃,分辨力0.01℃。采用标准黑体辐射源、二等标准铂电阻温度计作为标准器，比较用耳温计、恒温槽和测温电桥作为配套设备，评定红外耳温计黑体空腔在35℃时亮度温度示值误差的不确定度。B.2测量模型△tc——被校黑体辐射源的亮度温度值，℃;tcn——标准黑体辐射源的亮度温度值，℃;ts——设定温度值，℃;ts₁——标准黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;tc——被校黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;tcr——比较用耳/额温计测量被校黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃。B.3灵敏系数一个不确定度来源，三者的灵敏系数均为1。B.4标准不确定度来源B.4.1输入量(tcn-ts)引入的标准不确定度u(te)标准黑体辐射源的亮度温度值由溯源引入。被校黑体辐射源参考温度与标准黑体辐射源参考温度测量方法与标准一致，输入量(ts₁-tc₁)引入的不确定度来源于二等标准铂电阻、电测设备、黑体发射率、恒温槽等计量标准器引入的不确定度u(t)由以下7个分量构成：1)二等标准铂电阻温度计量值溯源引入的标准不确定度u(t);2)标准铂电阻温度计水三相点电阻值变化引入的标准不确定度u₂(t,)3)二等标准铂电阻温度计自热引入的标准不确定度u₃(t,)4)电测设备测量误差引入的标准不确定度u₄(t);5)黑体与耳温计探头发射率引入的标准不确定度u₅(t);6)恒温槽温度均匀性引入的标准不确定度u₆(t₁);7)恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u₇(t₁)。B.4.3输入量(tar-ts)引入的标准不确定度u(t,)。测量标准黑体辐射源的亮度温度与测量被校黑体辐射源的亮度温度均为同一只比较用耳温计，因此输入量(ter-tsr)引入的标准不确定度来源于比较用耳温计测量引入的不确定度，分析以下两部分取较大值：B.5标准不确定度的评定B.5.1标准黑体辐射源的亮度温度值引入的不确定度u(te)u(tc)是由溯源结果引入的不确定度，U=0.017(k=2),则：B.5.2输入量(tsi-tc)引入的标准不确定度u(t₁)B.5.2.1标准铂电阻温度计量值溯源引入的标准不确定度u(t)35℃时二等标准铂电阻温度计的不确定度为U=1.6mK(k=2),则：B.5.2.2二等标准铂电阻温度计水三相点电阻值变化引入的标准不确定度按标准铂电阻温度计检定规程要求，需经常测定标准器的水三相点电阻值，并使用新测得值计算，水三相点测得值的不确定度为U=1.2mK(k=2)则：B.5.2.3二等标准铂电阻温度计自热效应引入的标准不确定度u₃(t₁)按标准铂电阻温度计检定规程要求，温度计自热不得超过4mK,该分量已包含在中u₁(t₁),可忽略不计。B.5.2.4电测设备测量误差引入的标准不确定度u₄(t,)标准铂电阻温度计和测温电桥配套使用，测温电桥最大相对误差±1×10-5,测量结果引入的标准不确定度u₂(t)采用B类方法评定，根据标准器在不同温度下的标称电阻值R(35℃时约为30Ω),可以计算出由此引入的不确定度，按均匀分布处理，则：u₄(t)=(1×10-⁵×R×10)/√B.5.2.5黑体与耳温计探头发射率引入的标准不确定度u₅(t,)黑体与耳温计探头发射率引入的不确定度可参照JJG1164-2019《红外耳温计检定规程》附录B的评定结果，取评定最大值：B.5.2.6恒温槽温度均匀性引入的标准不确定度u₆(t,)根据规范要求，铂电阻温度计浸没深度不小于200mm,该位置水平温场均匀性要求为0.005℃,采用B类方法评定。按均匀分布处理，则：B.5.2.7恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u₇(t₁)根据规范要求，其温度波动性为0.01℃/10min,采用B类方法评定。按均匀分布处理，则：B.5.2.8由于u(t)的七个分量相互独立，则：JJF(浙)1234-2026B.5.3比较用耳温计测量引入的不确定度u(t,)B.5.3.1比较用耳温计读数分辨力引入的标准不确定度u(t,)采用B类方法评定，比较用耳温计的读数分辨力0.01℃,则不确定度区间半宽为0.005℃,按均匀分布计算，则：B.5.3.2比较用耳温计测量重复性引入的标准不确定度u₂(t,)采用A类方法评定。本次评定选用分辨力为0.01℃的比较用耳温计，以红外耳温计黑体空腔在35℃时为例，将被校黑体空腔放置于液体恒温槽内，待稳定后，使用比较用耳温计测量被校黑体辐射源的亮度温度值，读取其示值，重复测量10次如下表：次数123456789测量重复性引入的不确定度可按照贝塞尔公式计算：按照规范要求采用“标准→被校→被