JJF 1472-2014 过程仪表校验仪校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 7 22 0 1 4过程仪表校验仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rP r o c e s sC a l i b r a t o r s 2 0 1 4-0 8-0 1发布2 0 1 4-1 1-0 1实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布过程仪表校验仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rP r o c e s sC a l i b r a t o r sJ J F1 4 7 2
2、2 0 1 4 归 口 单 位:全国电磁计量技术委员会 主要起草单位:河南省计量科学研究院 参加起草单位:上海市计量测试技术研究院贵州省计量测试院长沙天恒测控技术有限公司北京康斯特仪表科技股份有限公司 本规范委托全国电磁计量技术委员会负责解释J J F1 4 7 22 0 1 4本规范主要起草人:陈清平(河南省计量科学研究院)宁 亮(河南省计量科学研究院)司延召(河南省计量科学研究院)茅晓晨(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:龙 波(贵州省计量测试院)周新华(长沙天恒测控技术有限公司)何 欣(北京康斯特仪表科技股份有限公司)J J F1 4 7 22 0 1 4目 录引言()1 范围(1)
3、2 引用文件(1)3 概述(1)4 计量特性(2)4.1 输出/测量范围及误差限(2)4.2 直流电流输出的负载特性(2)5 校准条件(2)5.1 环境条件(2)5.2 测量标准及其他设备(2)6 校准项目和校准方法(3)6.1 校准项目(3)6.2 校准方法(4)7 校准结果表达(7)8 复校时间间隔(8)附录A 测量不确定度评定示例(一)(9)附录B 测量不确定度评定示例(二)(1 2)附录C 校准原始记录格式(1 5)附录D 校准证书内页格式(第2页)(1 8)附录E 校准证书校准结果页格式(第3页)(1 9)附录F 基本误差表达式(2 2)附录G 热电阻的微分电阻和热电偶的塞贝克系数(
4、2 3)J J F1 4 7 22 0 1 4引 言 本规范依据国家计量技术规范J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则、J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示编制。本规范为首次制定。J J F1 4 7 22 0 1 4过程仪表校验仪校准规范1 范围本规范适用于具有输出直流电压、直流电流、直流电阻、频率、热电偶模拟信号、热电阻模拟信号功能,以及同时具有测量交直流电压、交直流电流、直流电阻、频率、热电偶信号、热电阻信号功能的过程仪表校验仪的校准。也适用于具有部分以上测量和输出功能的过程仪表校验仪的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J
5、 F1 3 0 92 0 1 1 温度校准仪校准规范G B/T1 3 9 7 82 0 0 8 数字多用表G B/T1 5 6 3 72 0 1 2 数字多用表校准仪通用规范G B/T1 6 8 3 9.11 9 9 7 热电偶 第1部分:分度表J B/T8 6 2 21 9 9 7 工业铂热电阻技术条件及分度表J B/T8 6 2 31 9 9 7 工业铜热电阻技术条件及分度表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 概述过程仪表是工业生产过程中用于监视、测量及控制现场设备或系统工作运行状况的仪表。过程仪表校验仪
6、主要用于过程仪表的校准,其主要特点是同时具有独立的电信号测量单元和电信号输出单元,部分过程仪表校验仪并可根据需要将一些测量或输出的电信号以本身的物理量的形式显示(如温度、压力等)。过程仪表校验仪(以下简称“校验仪”)是以中央控制单元为核心的数字式校准仪表,其原理框图如图1所示。图1 过程仪表校验仪原理框图1J J F1 4 7 22 0 1 44 计量特性4.1 输出/测量范围及误差限校验仪电压、电流、电阻、频率的误差表达式按附录F.1给出,其中(a+b)一般取11 0n,21 0n,51 0n(其中n取整数),其取值范围如表1所示。校验仪热电偶、热电阻的误差表达式按附录F.2给出,其最大允许
7、误差绝对值一般不小于表2所示误差限的绝对值。表1 校验仪的电压、电流、电阻、频率输出/测量范围及(a+b)的取值范围功 能输 出测 量范 围(a+b)取值范围范 围(a+b)取值范围直流电压1 0 0V0.0 10.53 0 0V0.0 10.5直流电流1 0 0mA0.0 10.51 0 0mA0.0 10.5交流电压/1 0mV3 0 0V0.0 51.0交流电流/(0.12 0 0)mA0.0 51.0电阻(01 0)k 0.0 10.5(01 0 0)k 0.0 10.5频率1H z 5 0k H z0.0 0 50.11H z 5 0 0k H z0.0 0 50.1表2 校验仪的热
8、电偶、热电阻模拟输出/测量范围及误差限功 能输 出测 量范 围误差限范 围误差限热电偶(-2 5 018 0 0)0.2(-2 5 018 0 0)0.2热电阻(-2 0 08 5 0)0.1(-2 0 08 5 0)0.1 注:表中热电偶和热电阻的模拟输出/测量误差限为校验仪所有热电偶和热电阻型号中最优指标。4.2 直流电流输出的负载特性校验仪直流电流输出时,所加负载从空载到满载时,电流输出值的相对变化量应满足其说明书要求。若说明书无要求,校验仪输出直流电流2 0mA时,负载从0加至1k,电流值的相对变化量应不大于其最大允许误差的1/5。注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。5 校准条件
9、5.1 环境条件环境温度:(2 02);相对湿度:4 5%7 5%。电源电压:交流(2 2 01 1)V;电源频率:(5 00.5)H z。周围环境无影响仪器正常工作的机械振动和电磁场干扰。5.2 测量标准及其他设备选用的原则为:校准时由标准器、辅助设备及环境条件所引起的扩展不确定度2J J F1 4 7 22 0 1 4(k=2)不大于校验仪最大允许误差绝对值的1/3。标准器的测量/输出范围应能分别覆盖校验仪的输出/测量范围。校准时所需的标准器及配套设备按校验仪的类型可从表3中选择。表3 标准器及配套设备序号仪器设备名称用 途1数字多用表校准校验仪的输出功能:直流电压、直流电流、直流电阻、模
10、拟热电阻、模拟热电偶、直流电流输出的负载特性2频率计校准校验仪的频率输出及测量功能3温度校准仪校准热电阻、热电偶模拟输出及测量功能4多功能校准源校准校验仪的测量功能:交直流电压、交直流电流、直流电阻、热电阻、热电偶、频率5标准电阻箱校准直流电阻、热电阻测量功能校准直流电流输出负载特性6直流低电势电位差计校准热电偶测量功能7专用连接导线电阻、热电阻测量功能(三线制)校准。要求三根导线电阻之差应尽可能小,在阻值无明确规定时,可在同一根铜导线上等长度(通常不超过1m)截取三段作为连接导线6 校准项目和校准方法6.1 校准项目校验仪的校准项目如表4所示。表4 校准项目序号校准项目1直流电压输出功能2直
11、流电流输出功能3频率输出功能4电阻输出功能5热电阻模拟输出功能6热电偶模拟输出功能7直流电压测量功能8交流电压测量功能9直流电流测量功能1 0交流电流测量功能3J J F1 4 7 22 0 1 4表4(续)序号校准项目1 1电阻测量功能1 2热电阻测量功能1 3热电偶测量功能1 4频率测量功能1 5直流电流输出的负载特性6.2校准方法6.2.1 校准前的准备校验仪在校准前按说明书要求的预热时间进行预热。6.2.2 校准点的选择校准点的选择应按量程均匀分布,一般应不少于3个点,包括上限值、下限值和量程5 0%附近。对于校验仪的交流测量功能,其频率点的选择一般应包括上、下限频率并覆盖所有频率段,
12、每个频率段至少选择一个频率点。对于委托者有要求的可按委托者要求选择校准点。6.2.3 直流电压、直流电流、频率输出功能图2 校验仪直流电压、直流电流、频率输出校准连接图按图2连接仪器,将校验仪设置为直流电压、直流电流或频率输出功能,标准器置于相应功能,设置校验仪输出各校准点,分别读取标准器和校验仪的读数,按式(1)计算误差:=Ax-A0(1)式中:校验仪的绝对误差,V或mA、H z、;Ax 校验仪的显示值,V或mA、H z、;A0 标准器的读数值,V或mA、H z、。6.2.4 电阻输出、热电阻模拟输出功能图3 校验仪电阻两端输出、热电阻两端模拟输出校准连接图4J J F1 4 7 22 0
13、1 4图4 校验仪电阻四端输出、热电阻四端模拟输出校准连接图根据校验仪输出方式选择图3或图4所示的相应连接方式(应优先选用四端输出)。电阻输出功能校准时,标准器置于四线电阻测量功能,设置校验仪输出各校准点,分别读取标准器和校验仪的读数,按式(1)计算误差。热电阻模拟输出功能校准时,根据委托者的要求将校验仪设置为某型号的热电阻模拟输出功能,标准器置于四线测量功能,设置校验仪模拟输出各校准温度值,分别读取标准器和校验仪的读数。若标准器的读数显示为温度值,按式(1)计算误差;若标准器的读数显示为电量值,按式(2)计算误差。=(Ax e-A0)/Si(2)式中:Ax e 校验仪显示的各温度值对应的标称
14、电量值,或mV;Si 各被校温度点的微分电阻或塞贝克系数(见附录G),/或V/。6.2.5 热电偶模拟输出功能图5 校验仪热电偶模拟输出校准连接图按图5用铜导线连接仪器,将校验仪(无参考端温度自动补偿功能)设置为热电偶模拟输出功能,并根据委托者的要求确定热电偶型号,设置校验仪模拟输出各校准温度值,分别读取标准器和校验仪的读数,若标准器的读数显示为温度值,按式(1)计算误差;若标准器的读数显示为电量值,按式(2)计算误差。6.2.6 直流电压、交流电压、直流电流、交流电流测量功能图6 校验仪直流电压、交流电压、直流电流、交流电流测量校准连接图按图6连接仪器,根据不同的校准需求,将校验仪设置为直流
15、电压或交流电压、直流电流、交流电流测量功能,调节标准器输出相应校准值,分别读取标准器和校验仪的读数,按式(1)计算误差。5J J F1 4 7 22 0 1 46.2.7 电阻、热电阻测量功能图7 校验仪电阻、热电阻二线测量校准连接图图8 校验仪电阻、热电阻三线测量校准连接图图9 校验仪电阻、热电阻四线测量校准连接图根据校验仪测量方式选择图7、图8或图9所示的相应连接方式(应优先选用四线测量)。电阻测量功能校准时,调节标准器输出各校准值,分别读取标准器和校验仪的读数,按式(1)计算误差。热电阻测量功能校准时,根据委托者要求将校验仪设置为某型号的热电阻测量功能,调节标准器输出各校准温度值或对应的
16、电量值,读取校验仪的读数,按式(1)计算误差。6.2.8 热电偶测量功能图1 0 校验仪热电偶测量校准连接图按图1 0用铜导线连接仪器,将校验仪(无参考端温度自动补偿功能)设置为热电偶测量功能,并根据委托者的要求确定热电偶型号,调节标准器输出各校准温度值或对应的电量值,读取校验仪的读数,按式(1)计算误差。6J J F1 4 7 22 0 1 46.2.9 频率测量功能图1 1 校验仪频率测量校准连接图按图1 1连接仪器,将校验仪设置为频率测量功能,多功能校准源置于交流电压输出功能,频率计置于频率测量功能。调节多功能校准源的输出频率,使频率计和校验仪的频率测量部分同时开始测量。分别读取频率计和
17、校验仪的读数,按式(1)计算误差。如果多功能校准源输出频率的最大允许误差满足校准要求,可直接用多功能校准源作为标准器。6.2.1 0 直流电流输出的负载特性图1 2 校验仪直流电流负载特性检查连接图按图1 2连接仪器,标准直流电阻箱设置在最低阻值(0附近),校验仪置于直流电流输出功能,数字多用表置于直流电流测量功能,根据说明书要求或在2 0mA电流输出值附近,调节直流标准电阻箱从最低阻值开始,递增电阻值,直到要求的电阻值,读取数字多用表的示值。按式(3)计算校验仪的负载特性。=I0-ImI01 0 0%(3)式中:校验仪的负载特性,用百分数表示;I0 校验仪空载时,数字多用表显示的电流值,mA
18、;Im 校验仪满载时,数字多用表显示的电流值,mA。7 校准结果表达校准结果应在校准证书(报告)上反映,校准证书(报告)应至少包括以下信息:a)标题,如“校准证书”;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);7J J F1 4 7 22 0 1 4d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)委托者的名称和地址;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说明;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
19、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;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;n)校准结果仅对被校对象有效的声明;o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。校准原始记录格式见附录C,校准证书(报告)内页格式见附录D、附录E。8 复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。8J J F1 4 7 22 0 1 4附录A测量不确定度评定示例(一)校验仪测量功能的直流电压、直流电流测量结果不确定度评定A.1 测量方法A.1.1 环境条件:温度:2 0.2;相对湿度:5 0%。A.1
20、.2 测量标准:T D 7 6 0 0过程信号测试系统。A.1.3 被测对象:校验仪c o n s t 3 1 6。A.1.4 测量过程:将校验仪设置为测量状态,分别测量以下校准点:直流电压1 0V、直流电流2 0mA。A.2 测量模型=Ax-A0 式中:校验仪测量示值误差,V或mA;Ax 校验仪的显示值,V或mA;A0 标准器的显示值,V或mA。A.3 方差和灵敏系数u2c=c21u2x+c22u20 灵敏系数c1=Ax=1,c2=A0=-1A.4 标准不确定度分量的评定A.4.1 由校验仪引入的标准不确定度分量uxA.4.1.1 由校验仪的测量重复性引入的标准不确定度分量ux1将校验仪设置
21、为测量状态,在重复性条件下测量直流电压1 0V、直流电流2 0mA点,重复测量1 0次,得到的数据如表A.1所示。表A.1 测量重复性及由其引入的标准不确定度分量测量次数n测量结果直流电压1 0V直流电流2 0mA11 0.0 0 042 0.0 0 0621 0.0 0 032 0.0 0 0531 0.0 0 042 0.0 0 0441 0.0 0 022 0.0 0 0451 0.0 0 022 0.0 0 0461 0.0 0 012 0.0 0 039J J F1 4 7 22 0 1 4表A.1(续)测量次数n测量结果直流电压1 0V直流电流2 0mA71 0.0 0 032 0
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