JJF 2189-2025 铂电阻温度计用精密测温仪校准规范标准立项发展报告

铂电阻温度计用精密测温仪校准规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CalibrationSpecificationforPrecisionTemperatureMeasuringInstrumentswithPlatinumResistanceThermometers摘要温度是国际单位制（SI）七个基本物理量之一，准确测量温度在科学研究、工业生产、医疗卫生及贸易结算等领域具有不可替代的作用。铂电阻温度计因其灵敏度高、稳定性好、复现性强等优势，被广泛应用于-200℃至850℃温度区间的精密测量，并被国际温度咨询委员会（CCT）确定为国际温标ITS-90的插值仪器。精密测温仪作为铂电阻温度计的信号读取与转换设备，其计量性能直接影响温度测量的准确性和可靠性。然而，随着电子技术与数字信号处理技术的快速发展，精密测温仪的产品类型、技术指标和功能特性已发生显著变化，原有校准依据难以全面覆盖新型设备的技术需求。在此背景下，国家市场监督管理总局批准立项制定JJF2189-2025《铂电阻温度计用精密测温仪校准规范》。本报告系统阐述了该规范的立项背景、编制依据、主要技术内容和应用意义，旨在为标准使用者提供全面、权威的参考，促进我国温度计量体系的完善与发展。关键词：铂电阻温度计；精密测温仪；校准规范；计量技术法规；温度计量；阻值测量AbstractTemperatureisoneofthesevenbasephysicalquantitiesintheInternationalSystemofUnits(SI),andaccuratetemperaturemeasurementplaysanirreplaceableroleinscientificresearch,industrialproduction,healthcare,andtradesettlement.Platinumresistancethermometers(PRTs)arewidelyusedinthetemperaturerangefrom-200℃to850℃duetotheirhighsensitivity,excellentstability,andstrongreproducibility,andhavebeendesignatedasinterpolationinstrumentsfortheInternationalTemperatureScaleof1990(ITS-90)bytheConsultativeCommitteeforThermometry(CCT).AsthesignalreadingandconversionequipmentforPRTs,precisiontemperaturemeasuringinstrumentsdirectlyaffecttheaccuracyandreliabilityoftemperaturemeasurement.However,withtherapiddevelopmentofelectronictechnologyanddigitalsignalprocessingtechnology,theproducttypes,technicalspecifications,andfunctionalcharacteristicsofprecisiontemperaturemeasuringinstrumentshaveundergonesignificantchanges,makingexistingcalibrationreferencesinsufficienttocomprehensivelycoverthetechnicalrequirementsofnewinstruments.Againstthisbackground,theStateAdministrationforMarketRegulationapprovedthedevelopmentofJJF2189-2025,the*CalibrationSpecificationforPrecisionTemperatureMeasuringInstrumentswithPlatinumResistanceThermometers*.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectbackground,draftingbasis,maintechnicalcontents,andapplicationsignificanceofthisspecification,aimingtoprovidecomprehensiveandauthoritativereferenceforstandardusersandtopromotetheimprovementanddevelopmentofChina'stemperaturemetrologysystem.Keywords:PlatinumResistanceThermometer;PrecisionTemperatureMeasuringInstrument;CalibrationSpecification;MetrologicalTechnicalRegulation;TemperatureMetrology;ResistanceMeasurement一、引言1.1立项背景精密测温仪作为铂电阻温度计的配套测量仪表，其核心功能是精确测量铂电阻温度计的电阻值并将其转换为温度值。该类仪器的计量性能优劣直接关系到温度测量结果的准确性和可靠性。近年来，精密测温仪在技术架构和功能形态上发生了深刻变革：传统台式数字多用表+手动计算模式已逐步被集成化、智能化、自动化的专用精密测温仪表所取代；高精度ADC（模数转换器）芯片的应用使得分辨力可达0.1mΩ甚至更高；数字信号处理与嵌入式算法实现了电阻-温度的实时自动换算；以太网、USB、GPIB等远程通信接口的配置使自动化校准成为可能。这些技术进步在提升测量效率的同时，也对校准方法、校准项目和计量性能评价指标提出了更新、更高的要求。截至本规范发布实施前，国内尚无专门针对铂电阻温度计用精密测温仪的校准技术规范。实际校准工作中，检测机构通常参照JJG160《标准铂电阻温度计检定规程》、JJF1366《温度数据采集仪校准规范》或相关电子测量仪器通用规范中的部分要求执行。然而，由于上述规范在适用范围、技术指标和校准方法上的局限性，难以全面、客观地评价精密测温仪在配套铂电阻温度计使用场景下的综合计量性能，校准结果的可靠性和可比性存在不足。因此，制定一项专门针对铂电阻温度计用精密测温仪的国家计量技术规范（JJF）已刻不容缓。1.2编制依据与法规背景本规范的制定工作严格遵循《中华人民共和国计量法》及其实施细则的相关规定，依据国家市场监督管理总局发布的《国家计量技术规范管理办法》（国家市场监督管理总局令第41号）所确立的立项、起草、征求意见、技术审查和批准发布程序开展。规范编制过程中，充分参考了以下权威技术文件和标准：-国际标准与建议：-OIMLR84《电阻温度计》（国际法制计量组织建议）-IEC60751:2022《工业铂电阻温度计及其铂电阻传感元件》-BIPM《ITS-90国际温标文本》（1990年）-国内现行有效计量技术法规：-JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》-JJF1366-2012《温度数据采集仪校准规范》-JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》-JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》-JJF1001-2011《通用计量术语及定义》-行业标准与产品规范：-GB/T30121-2013《工业铂热电阻及铂感温元件》-JJF1180-2007《时间频率计量器具建标技术规范》（测量不确定度评定方法参考）上述文件和标准为本规范的指标设定、试验方法选择和不确定度评定提供了科学依据。本规范在指标设置上既保持了与国际通行技术要求的一致性，又充分考虑了我国温度计量检测体系的实际情况和现有技术能力。1.3规范概况JJF2189-2025《铂电阻温度计用精密测温仪校准规范》由国家市场监督管理总局于2025年2月8日批准发布，自2025年8月8日起正式实施。本规范属于国家计量技术规范（JJF）体系，分类号为热力学和温度测量领域。规范正文明确了精密测温仪校准的适用范围、引用文件、术语和计量单位、计量性能要求、通用技术要求、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达以及复校时间间隔等关键技术内容。本规范适用于测量范围覆盖-200℃至850℃（或对应电阻测量范围0Ω至400Ω）、与铂电阻温度计配套使用的精密测温仪（含精密数字温度计、高精度测温电桥、多功能校验仪温度测量模块等）的校准。二、标准主要技术内容2.1术语和计量单位本规范在参考JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和IEC60751:2022的基础上，结合精密测温仪的技术特征，对以下关键术语进行了明确定义：-精密测温仪（precisiontemperaturemeasuringinstrument）：与铂电阻温度计配套使用，能够测量温度计电阻值并显示对应温度值的测量仪表，其电阻测量分辨力不低于0.1mΩ或温度显示分辨力不低于0.01℃。-铂电阻温度计（platinumresistancethermometer,PRT）：利用高纯度铂丝电阻随温度变化的特性实现温度测量的传感器，包括标准铂电阻温度计（SPRT）和工业铂电阻温度计（IPRT）。-激励电流（excitationcurrent）：精密测温仪为测量铂电阻阻值而施加于温度计上的恒定电流，通常为0.1mA至5mA。-自热效应（self-heatingeffect）：激励电流通过铂电阻温度计时产生焦耳热，导致温度计自身温度高于被测介质温度的现象。-示值误差（indicationerror）：精密测温仪温度或电阻示值与约定真值（参考标准值）之差。-温度系数（temperaturecoefficient）：铂电阻温度计电阻值随温度变化的比率，通常以α（0℃至100℃平均温度系数）表示，标准值为3.85×10⁻³℃⁻¹。2.2计量性能要求本规范对精密测温仪的计量性能提出了明确、可量化、可检测的技术要求，主要包括以下几个方面：（1）电阻测量准确度精密测温仪的电阻测量示值误差不超过±（0.005%×读数+0.01Ω）或按制造商技术说明书指定指标的1/2要求（取较严格者）。对于配备高精度测量功能的仪器，其电阻测量最大允许误差应与配套的温度测量不确定度要求相匹配。（2）温度示值准确度根据仪器的类型和准确度等级，精密测温仪的温度示值误差应满足以下要求：A级仪器不超过±0.01℃，B级仪器不超过±0.05℃，C级仪器不超过±0.1℃。各准确度级别的划分以仪器在0℃点的实测最大误差为依据。（3）测量重复性在相同测量条件下（同一标准器、同一被测对象、同一操作者、短时间内重复测量不少于10次），精密测温仪的标准偏差不超过其允许误差的1/3。（4）稳定性在校准周期内（建议复校时间间隔不超过12个月），精密测温仪在同一校准点的示值变化不超过其最大允许误差的1/2。（5）激励电流要求精密测温仪的激励电流引起的电阻测量误差不超过允许误差的1/3。激励电流引起的自热效应在冰点（0℃）条件下测量标准铂电阻温度计（R₀=25Ω）时，其示值变化不超过2mK。2.3校准条件与设备要求（1）环境条件校准工作应在环境温度（23±5）℃、相对湿度不大于85%RH的条件下进行。校准时环境温度波动不超过±1℃/h。对于准确度要求较高的A级仪器，温度波动应控制在±0.5℃/h以内。（2）校准用标准器校准所用标准器及配套设备包括：-二等及以上等级标准铂电阻温度计（满足JJG160-2007要求）；-标准电阻（10Ω、25Ω、100Ω，准确度不低于0.005%）；-高精度测温电桥（分辨力不低于0.1mΩ，准确度不低于±0.005%）；-精密恒温槽（冰点槽、水槽、油槽，温场均匀性优于±0.005℃）；-激磁电流测量装置（准确度不低于0.02%）。2.4校准项目和校准方法本规范规定的校准项目包括：外观及标志检查、绝缘电阻测量、电阻测量示值误差校准、温度示值误差校准、激励电流测量、测量重复性测试、自热效应影响测试等。电阻示值误差校准方法采用标准电阻替代法，即使用标准电阻箱在10Ω、25Ω、50Ω、100Ω、200Ω、400Ω等校准点逐点进行测试，记录仪器示值与标准值的偏差。温度示值误差校准方法采用比较法，将标准铂电阻温度计与被校精密测温仪的传感器同时插入恒温槽中，在各校准温度点（通常选取0℃、100℃、200℃、300℃、419.527℃等ITS-90定义固定点或恒温槽设定点）进行比较测量。每个校准点进行不少于3次独立测量，取平均值作为该点的测量结果。2.5校准结果表达与复校间隔校准结果以《校准证书》形式出具，内容包括：校准结果及其测量不确定度（k=2）、校准轨迹图、校准环境条件、校准所用标准器信息及溯源有效性说明。校准证书需满足JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》的相关要求。本规范建议的复校时间间隔为12个月。在以下情况下应缩短复校间隔：仪器经维修或更换关键元器件后、仪器受到剧烈冲击或振动后、使用者对仪器测量结果产生怀疑时。三、主要起草单位介绍本规范的主要起草单位为中国计量科学研究院（NationalInstituteofMetrology,NIM），并联合多家省级计量测试机构和企业共同完成起草工作。中国计量科学研究院成立于1955年，隶属国家市场监督管理总局，是国家最高的计量科学研究中心和国家级法定计量技术机构。该院温度计量研究所是国际温度咨询委员会（CCT）的正式成员单位，代表中国参与国际温标ITS-90的维护与复现工作，在温度计量领域具有深厚的研究积累和国际影响力。温度计量研究所建有我国最高等级的温度计量标准装置，包括低温固定点装置（氩三相点、汞三相点、水三相点）、中温段标准铂电阻温度计检定装置和高温固定点装置等，其量值复现水平达到国际先进水平。在JJF2189-2025的编制过程中，中国计量科学研究院牵头组织了规范的立项论证、文本起草、试验验证和意见汇总等全流程工作，依托其丰富的研究经验和扎实的技术储备，为规范中计量性能指标的确定、校准方法的科学研究以及不确定度评定方法的应用提供了坚实的技术支撑。同时，规范编制过程中，起草组在多家省级计量机构和国家计量器具质量监督检验中心进行了大量的试验比对和验证工作，确保了技术指标的合理性和可操作性。四、结论与展望4.1结论JJF2189-2025《铂电阻温度计用精密测温仪校准规范》的发布实施填补了我国在精密测温仪领域缺乏专项计量技术规范的空白，具有重要的现实指导意义和深远的技术影响。具体体现在：第一，统一了校准技术依据。本规范为精密测温仪的量值溯源提供了统一、规范的技术依据，改变了此前该类仪器校准依据分散、内容不尽一致的状况，有效提升了校准结果的可靠性和可比性。第二，构建了完整的性能评价指标体系。规范从电阻测量准确度、温度示值准确度、重复性、稳定性、激励电流影响等多个维度建立了系统的性能评价体系，全面覆盖了精密测温仪的关键计量性能，为使用单位的仪器选型和验收提供了明确的技术参考。第三，顺应了技术发展趋势。规范在技术指标设定和校准方法设计上充分考虑了现代精密测温仪的数字化、智能化特点，兼顾了不同准确度等级仪器的校准需求，具有较强的适用性和前瞻性。第四，有力支撑了量值溯源体系建设。本规范与JJG160（标准铂电阻温度计检定规程）形成了完整的量值传递链条，为铂电阻温度计测量结果的准确可靠提供了有力保障，服务于科学研究、航空航天、生物医药、半导体制造等精密温度测量领域。4.2展望随着工业互联网、智能制造和人工智能技术的深度发展，精密测温仪正朝着更高精度、更高智能化程度和网络化方向持续演进。未来温度计量技术规范的制修订应更加关注以下技术发展方向：-在线校准与远程计量：基于物联网技术的远程校准、嵌入自校准算法等新型溯源模式的出现，将对现有校准规范体系提出新的技术要求；-多参量综合校准：精密测温仪与数据采集、无线传输、智能分析等功能集成度不断提高，综合校准需求将推动计量技术规范体系的进一步完善；-国际互认深化：在OIML、ILAC等国际框架的推动下，校准规范与国际建议的协调一致性要求将进一步提升，助力我国温度计量结果的国际互认。