计量标准技术报告

计量标准技术报告计量标准名称 精密露点仪标准装置 计量标准负责人 杨继章 建标单位名称(公章) 青 海 省 计 量 检 定 测 试 所 填写日期 2014年09月20日 目 录一、建立计量标准的目的（ ）二、计量标准的工作原理及其组成（ ）三、计量标准器及主要配套设备（ ）四、计量标准的主要技术指标（ ）五、环境条件（ ）六、计量标准的量值溯源和传递框图（ ）七、计量标准的重复性试验（ ）八、计量标准的稳定性考核（ ）九、检定或校准的测量不确定度评定（ ）十、检定或校准结果的验证（ ）十一、结论（ ）十二、附加说明（ ）一、建立计量标准的目的为保证量值传递的准确可靠和根据我省工业状况的发展，开展机械式温湿度计、机械式湿度计、工作级电动通风干湿表、干湿球温度计、湿度传感器的检定校准工作。二、计量标准的工作原理及其组成1、 计量标准的工作原理：将标准器的探头置于温湿度检定箱工作室的中心位置，被检仪器置于温湿度检定箱工作室的有效空间内，放置的方式与数量应不影响箱内空气循环。检定箱的温度达到设定值后，应在稳定30分钟后开始读数，先读标准器，后读被检仪器，用比较法检定仪器。2、 计量标准的组成：标准器：能同时显示露点、相对湿度和温度的精密露点仪。配套设备：温湿度检定箱，数字多用表。三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复校间隔精密露点仪Optidew Vision露点温度：（-2490）相对湿度：（3100）%RH二级MICHELL143692/142375 ST1/143696上海市计量测试研究院12月主要配套设备温湿度检定箱YGM-C600（-40180）-伟思富奇环境试验仪器（太仓）有限公司54260004110010上海市计量测试研究院12月（建议）数字多用表8846ADCV： 0mV100 mV六位半FLUKE9378010中国计量科学研究院12月四、计量标准的主要技术指标测量范围：露点温度：（-2490）相对湿度：（3100）%RH ； 温度精度：0.1露点精度：优于0.2DP五、环境条件序 号项 目要 求实 际 情 况结 论1温 度（205）20.6符合要求2湿 度75RH52RH符合要求3温度波动度：不超过3/6h1.9/6h符合要求 六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具 基(标)准名称：精密露点仪标准装置最大允许误差：（-8045）DP: 0.15DP, （1097）%RH: 1.0%RH保存机构：上海市计量测试技术研究院比 较 法本级计量器具计量标准名称：精密露点仪标准装置测量范围：露点温度：（-2490）相对湿度：（3100）%RH最大允许误差：0.10.2DP下一级计量器具比 较 法计量器具名称:机械式温湿度计（表）、机械式湿度计（表）测量范围：（550），（3095）%RH最大允许误差：2.0，5%RH（40%RH70%RH，20），7%RH（40%RH以下70%RH以上，20）计量器具名称:湿度传感器测量范围：（-2040）准确度等级：2%RH以下 七、计量标准的重复性试验选用一支本所机械式温湿度表（编号：9214534），在该装置正常工作条件下，在20.0，60%RH时进行等条件重复测量10次，其测量值如下表：考核时间2014年08月05日测量次数测量值（%RH）161263362463564663762861962106362.4S（y）1.0重复性参考值结论八、计量标准的稳定性考核选用一支本所机械式温湿度表（编号：9214534），在该装置正常工作条件下，在20.0，60%RH时每隔一个月时间进行一组10次重复测量，其测量值如下表：考核时间2014年06月07日2014年07月09日2014年08月05日2014年09月15日测量次数测量值（%RH）测量值（%RH）测量值（%RH）测量值（%RH）1606161632596263623616362614626263625636164636626163647616262638606361639616262621062626362测量结果i61.161.962.462.5变化量0.80.50.1该时间段内的稳定性1.4稳定性参考值5555结论合格九、检定或校准结果的测量不确定度评定 机械式温湿度计相对湿度示值误差测量结果的不确定度评定1概述 1.1测量依据：JJG2052005机械式温湿度计检定规程1.2 环境条件要求温度：（205）；相对湿度：75RH；温度波动度应不超过3/6h。1.3 检定标准 精密露点仪，温湿度检定箱。1.4被测对象 机械式温湿度表，测量范围（550），（0100）%RH，最大允许误差：2.0，5%RH（40%RH70%RH，20），7%RH（40%RH以下70%RH以上，20）。1.5 测量方法 将精密露点仪的探头和被检对象放到温湿度检定箱，到达设定湿度点后恒温30分钟，然后开始读数，先读标准器，后读被检仪器，间隔5分钟后重复读数一次，取两次读数的算术平均值为标准器和被检仪器的示值，被检仪器湿度示值与标准器湿度示值的差值即为湿度示值误差。1.6评定结果的使用在符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2数学模型 - 式中：被检温湿度计的湿度示值误差； 被检温湿度计的相对湿度示值； 精密露点仪的相对湿度示值；3输入量的标准不确定度评定输入量的标准不确定度的评定主要由标准装置的不确定度（B类）和被检温湿度计的测量重复性或者分辨力引入的不确定度（A类）组成。3.1标准装置的不确定度的评定 标准装置的不确定度主要来源于精密露点仪最大允许误差引入的不确定度和温湿度检定箱湿度的波动度与均匀性引入的不确定度。3.1.1由精密露点仪最大允许误差引入的不确定度根据JJG205-2005机械式温湿度计规程的要求，精密露点仪露点的最大允许误差0.2DP，规程要求需要在20下相对湿度为40.0%RH、60.0%RH、80.0%RH的示值误差，查表可知这三点对应露点值分别为6.0DP、12.0DP、16.4DP，查表可知在最大允许误差为0.2DP时，40.0%RH、60.0%RH、80.0%RH各点对应的最大允许误差分别为0.6 %RH、0.8%RH、1.0 %RH，假定均匀分布则k=，则： 40.0%RH： 0.6/0.35 %RH 60.0%RH： 0.8/0.46 %RH 80.0%RH： 1.0/0.58 %RH 3.1.1由温湿度检定箱的波动度和均匀性引入的不确定度 根据上级检测报告可知，温湿度检定箱的湿度波动度为0.8%RH/30min，则半宽a=0.8%RH，取正态分布k=2，则=0.8%RH/2=0.40%RH。根据上级检测报告可知，温湿度检定箱的湿度均匀度不大于0.5%RH，取正态分布k=2，则=0.5%RH/2=0.25%RH3.2被检温湿度计的测量重复性引入的不确定度的评定选取一台稳定的WHM1型机械式温湿度表作为被测对象，在重复性测量条件下测量20.0时，相对湿度检定点选取40.0%RH、60.0%RH、80.0%RH，进行10次测量，得出数据如下表：测量点序号1234567891040.0%RH测得值/（RH%）4243414242434241424360.0%RH6263636462626364636480.0%RH82838483848283828284由贝塞尔公式可得在各测量点试验标准差为：0.74 %RH，0.82 %RH，0.88 %RH。实际工作中取两次测量的平均值作为测量结果，则测量重复性引入的不确定度分别为：0.52 %RH，0.58 %RH，0.62 %RH。被检机械式温湿度表的分辨力为1.0 %RH，则a=0.5 %RH，假定其为均匀分布k=，则由分辨力引入的不确定度分量为=0.5/0.29 %RH，由于0.29小于0.52，则由分辨力引入的不确定可以忽略不计。4标准不确定度分量一览表标准不确定度分量符号不确定来源标准不确定度值（%RH）分布特性精密露点仪最大允许误差0.350.460.58均匀分布温湿度检定箱波动度0.40正态分布温湿度检定箱均匀度0.25正态分布被检温湿度计测量重复性0.520.580.62均匀分布5 合成标准不确定度上述一览表中各分量相互独立，互不相关，则合成标准不确定度由计算可得20.0时，相对湿度检定点40.0%RH、60.0%RH、80.0%RH的分别为：0.78%RH，0.88%RH，0.97%RH。6扩展不确定度的评定 取置信概率95，k2，扩展不确定度可按公式进行计算得：40.0%RH：%RH（20.0；k=2）60.0%RH：%RH（20.0；k=2）80.0%RH：%RH（20.0；k=2）8测量不确定度的报告与表示被检机械式温湿度计在温度为20.0时，相对湿度示值误差测量结果的扩展不确定度如下：40.0%RH：=1.6%RH（20.0；k=2）60.0%RH：=1.8%RH（20.0；k=2）80.0%RH：=2.0%RH（20.0；k=2） 机械式温湿度计温度示值误差测量结果的不确定度评定1概述 1.1测量依据：JJG2052005机械式温湿度计检定规程1.2 环境条件要求温度：（205）；相对湿度：75RH；温度波动度应不超过3/6h。1.3 检定标准 精密露点仪，温湿度检定箱。1.4被测对象 机械式温湿度表，测量范围（550），（0100）%RH，最大允许误差：2.0，5%RH（40%RH70%RH，20），7%RH（40%RH以下70%RH以上，20）。1.5 测量方法 将精密露点仪的探头和被检对象放到温湿度检定箱，到达设定温度点后恒温30分钟，然后开始读数，先读标准器，后读被检仪器，间隔5分钟后重复读数一次，取两次读数的算术平均值为标准器和被检仪器的示值，被检仪器湿度示值与标准器湿度示值的差值即为湿度示值误差。1.6评定结果的使用在符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2数学模型 - 式中：被检温湿度计的温度示值误差； 被检温湿度计的温度示值； 精密露点仪的温度示值；精密 精密露点仪的温度修正值；3输入量的标准不确定度评定输入量的标准不确定度的评定主要由标准装置的不确定度（B类）和被检温湿度表的测量重复性或者分辨力引入的不确定度（A类）组成。3.1标准装置的不确定度的评定 标准装置的不确定度主要来源于精密露点仪最大允许误差引入的不确定度和温湿度检定箱温度的波动度与均匀性引入的不确定度。3.1.1由精密露点仪最大允许误差引入的不确定度根据JJG205-2005机械式温湿度计规程的要求，标准器精密露点仪温度的最大允许误差0.1，规程要求温度检定点为15、20、30，半宽a=0.1，假定均匀分布则k=，则15，20，30：0.1/0.06 3.1.1由温湿度检定箱温度的波动度和均匀性引入的不确定度 根据上级检测报告可知，温湿度检定箱的温度波动度为0.20/30min，则半宽a=0.20，取正态分布k=2，则=0.20/2=0.10。根据上级检测报告可知，温湿度检定箱温度的均匀度不大于0.28，取正态分布k=2，则=0.28/2=0.14%RH3.2被检温湿度表的测量重复性引入的不确定度的评定选取一台稳定的WHM1型机械式温湿度表作为被测对象，在重复性测量条件下测量15.0，20.0，30.0时，进行10次测量，得出数据如下表：测量点序号1234567891015.0测得值/（）15.315.515.615.315.415.215.115.315.115.320.020.220.320.520.420.220.420.320.220.420.530.030.130.230.430.330.430.230.330.230.230.4由贝塞尔公式可得在各测量点试验标准差为：0.16，0.12 ，0.11 。实际工作中取两次测量的平均值作为测量结果，则测量重复性引入的不确定度分别为：0.11 ，0.08 ，0.08。被检机械式温湿度表温度的分辨力为1.0，可估读到1/10，假定其为均匀分布k=，则由分辨力引入的不确定度分量为=1.0/100.06，由于0.06小于0.08，则由分辨力引入的不确定可以忽略不计。4标准不确定度分量一览表标准不确定度分量符号不确定来源标准不确定度值（%RH）分布特性精密露点仪最大允许误差0.06均匀分布温湿度检定箱波动度0.10正态分布温湿度检定箱均匀度0.14正态分布被检温湿度计测量重复性0.110.080.08均匀分布5 合成标准不确定度上述一览表中各分量相互独立，互不相关，则合成标准不确定度由计算可得在15.0，20.0，30.0时分别为：0.21，0.20，0.20%。6扩展不确定度的评定 取置信概率95，k2，扩展不确定度可按公式进行计算得：15.0：（k=2）20.0：（k=2）30.0：（k=2）8测量不确定度的报告与表示被检机械式温湿度计在温度为15.0，20.0，30.0时，温度示值误差测量结果的最优扩展不确定度如下：（k=2）十、检定或校准结果的验证选取一个稳定的机械式温湿度表，用两套精密露点仪标准装置对被选取的机械式温湿度表进行测量，结果如下: 检定点%RH青海省计量检定测试所西北国家计量测试中心比对结果差值%RH404243160636308082842本次验证时使用的两套精密露点仪标准装置的不确定度为：青海省计量检定测试所装置最大不确定度为U =2.0%RH；k=2西北国家计量测试中心装置不确定度为U =1.5%RH；k=2 =2.5%RH |1-2|=2.0%RH根据要求判断|1-2|，故本装置不确定度得到验证。十一、结论根据验证结果该计量标准符合JJG205-2005机械式温湿度计检定规程、JJF1076-2001湿度传感器校准规范的要求，可开展该覆盖范围内的计量器具的检定、校准工作。十二、附加说明