JJF（新）74-2022 负温度系数中温热敏电阻温度计校准规范.docx

新疆维吾尔自治区地方计量技术规范 JJF（新）74－2022 负温度系数中温热敏电阻温度计校准规范 Calibration Specification for Intermediate Temperature Negative Temperature Coefficient Thermistor Thermometer 2022－12－14　发布 2023－06－14　实施 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 市 场 监 督 管 理 局 发布 JJF（新）74－2022 负温度系数中温热敏电阻温度计校准规范 JJF（新）74 - 2022 Calibration Specification for Intermediate Temperature Negative Temperature Coefficient Thermistor Thermometer 归口单位： 新疆维吾尔自治区市场监督管理局 主要起草单位： 中国科学院新疆理化技术研究所 参加起草单位： 新疆维吾尔自治区计量测试研究院 中科传感（佛山）科技有限公司 本规范委托起草单位负责解释 本规范主要起草人： 常爱民（中国科学院新疆理化技术研究所） 李海兵（新疆维吾尔自治区计量测试研究院） 卓 华（新疆维吾尔自治区计量测试研究院） 张惠敏（中国科学院新疆理化技术研究所） 妥玉玲（中国科学院新疆理化技术研究所） 参加起草人： 王振华（中科传感（佛山）科技有限公司） 潘 叶（中科传感（佛山）科技有限公司） 孔雯雯（中科传感（佛山）科技有限公司） 目 录 引言 II 1 范围 1 2 引用文件 1 3 术语 1 4 概述 1 5 计量特性 2 6 校准条件 2 6.1 环境条件 2 6.2 测量标准及其他设备 2 7 校准项目和校准方法 3 7.1 校准项目 3 7.2 校准方法 3 7.3 数据结果处理 7 8 校准结果表达 7 9 复校时间间隔 8 附录A 负温度系数中温热敏电阻温度计校准原始记录参考格式 9 附录B 负温度系数中温热敏电阻温度计校准证书内页参考格式 10 附录C 负温度系数中温热敏电阻温度计示值校准结果不确定度评定示例 11 引 言 　 本规范依据JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》进行编写。相关术语定义和技术内容参考了JJF1007-2010《温度计量名词术语及定义》、JJF1409-2013《表面温度计校准规范》、JJF1309-2011《温度校准仪校准规范》和GJB601A-1998《热敏电阻器总规范》。 本规范为首次制定。 II 负温度系数中温热敏电阻温度计校准规范 1 范围 本规范适用于温度范围（-60～300）℃的接触式表面热敏电阻温度计的校准。 其他类似的温度计也可参照本规范进行校准。 2 引用文件 本规范引用了下列文件： JJG 160-2007 标准铂电阻温度计 JJF 1007-2010 温度计量名词术语及定义 JJF 1309-2011 温度校准仪校准规范 JJF 1409-2013 表面温度计校准规范 GJB 601A-1998 热敏电阻器总规范 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 术语 负温度系数热敏电阻温度计negative temperature coefficient thermistor thermometer 感温元件为热敏电阻，其电阻值随温度增大而减小，用于测量物体表面温度的传感器。 直接与物体表面接触以陶瓷材料的电阻值随温度变化的原理而测量物体表面温度的测温传感器。 4 概述 负温度系数热敏电阻温度计是由半导体氧化物材料在高温(1000℃～1300℃)中长时间烧结，形成多晶结构的半导体陶瓷，中温(100℃～250℃)热老化处理，使其电阻达到稳定，经由精密设备分割成微小的基片，再根据生产需要进行各种形式的封装。NTC热敏半导体陶瓷材料呈现电阻特性，且阻值随温度的变化符合指数规律，NTC热敏电阻材料的不同，直接导致NTC热敏电阻温度传感器性能及技术参数的不同。通常热敏电阻温度计封装结构通常有塑封型和玻璃密封型。 5 计量特性 5.1 各部分装配应正确、可靠、无缺损、无缺件、无折痕。 5.2 热敏电阻温度计不应有断路或短路现象，引出线的安装不应松动。 5.3 热敏电阻温度计应带有产品铭牌，铭牌上应有生产厂商名称、温度计名称、型号、温度计编号等。 5.4 热敏电阻温度计封装的玻璃或环氧树脂等，不应有开裂现象。 5.5 热敏电阻温度计的零功率标称电阻值基本误差; 材料常数B值基本误差；电阻温度系数；耗散常数；热时间常数等。 6 校准条件 6.1环境条件 环境温度：（20±5）℃； 相对湿度：不大于85%； 环境条件还应满足所用标准器和其他配套设备正常使用的其他要求。 6.2 测量标准及其他设备 校准用设备应经过计量技术机构检定或校准，满足校准使用要求，并在有效期内，测量标准及其他设备见表1。 表1 校准用标准器和配套设备 序号 名 称 技术指标 用 途 备 注 1 标准铂电阻温度计 二等 校准用标准器 可用不低于准确度等级要求的其他标准器 2 电测设备 标准和被校分辨率换算后不低于0.001℃ 测量电阻值 自热小 3 转换开关 转换电势小于1μV 多支被检的切换 / 4 恒温槽（含冰点槽） 温度范围（-60~300）℃ 温场偏差：≤0.02℃ 波动度：≤0.04℃/10min 恒温装置 插深足够 5 恒温油槽（75℃） 波动度：±0.01℃ 测量电阻值 / 6 恒温油槽（50℃） 波动度：±0.01℃ 测量43.4℃电阻值 / 7 数字温湿度计 (0~50)℃，MPE：±0.5℃ (5~95)%RH，MPE：±5.0%RH 环境温湿度监测 / 8 电热恒温干燥箱 温度波动度：±0.2℃ 恒温装置 / 9 直流稳压电源 分辨率：纹波0.01V 调节输出电流 / 10 数字多用表 0.5级 电压监测 / 11 数字多用表 0.02级 电流、电阻监测 / 12 秒表 分辨率：±0.1s 热时间常数计时 / 7 校准项目和校准方法 7.1 校准项目 外观检查、零功率标称电阻值示值误差、材料常数B值示值误差、电阻温度系数、耗散常数、热时间常数、电阻-温度特性。 7.2 校准方法 7.2.1 外观 用目力观察热敏电阻温度计的外观应符合本规范5.1的规定。用万用表检查热敏电阻温度计有无短路或开路。 7.2.2 零功率标称电阻值 在规定温度下测得的热敏电阻器的直流电阻值。测量应在下述条件下进行，由于自热导致的电阻值变化相对于总的测量误差可以忽略不计。一般情况下，在基准温度25 ℃（或其他规定的温度）下的标称电阻值为标称电阻值。 7.2.3 材料常数B值 B=Ta×TbTb-Ta×ln⁡(RaRb) （1） 其中，Ra为在温度Ta=25 ℃下测定的电阻值，Ω； Rb为在温度Tb=50 ℃下测定的电阻值，Ω； a, b也可为规定的其他一对温度值，单位K。 7.2.4 电阻温度系数 αT=1RT×dRTdT （2） 其中RT为在温度T下测定的电阻值，Ω； T为温度，K。 7.2.5 耗散常数 热敏电阻温度计中耗散功率的变化与电阻器温度变化的比值，将热敏电阻温度计放入无风的恒温箱中，保持(25±1)℃。单只测量按图1搭建试验电路。多只热敏电阻温度计按图2搭建试验电路。采用恒流源加负荷，用数字万用表测量电压和电流，电流通道，调节VTH/ITH的比值使其等于75℃时的零功率电阻值。加负荷时间不超过15min。用电脑采集记录VTH和ITH。用恒流源加负荷，测量电压和电流，调节VTH/ITH的比值使其等于75℃时的零功率电阻值。加负荷时间不超过15min。记录VTH和ITH。 计算并记录耗散常数： δ=VTH×ITH/(T2-T1) （3） 其中：VTH ----75℃时零功率加负荷电压，V； ITH -----75℃时零功率加负荷电流，A； T1 ------25℃； T2------75℃。 图1 单只元件测量原理 图2 多只元件测量原理 7.2.6 热时间常数 首先将热敏电阻温度计测量43.4℃和75℃时零功率电阻值，此后将热敏电阻温度计放入无风的恒温箱中，保持(25±1)℃。单只测量按图1搭建试验电路， 开恒流源，调节VTH/ITH的比值使其等于75℃的零功率电阻值，并保持稳定。归零秒表，关闭恒流源的同时，启动秒表，把测量电压的数字多用表改为测量电阻，当数字显示到43.4℃的零功率电阻值时，停表。此时秒表显示即为热敏电阻温度计的热时间常数。多只测量按图2搭建试验电路，步进继电器已接入测试架，只需按零功率电阻测试方法接入热敏电阻温度计即可。设置数字万用表，打开相应的通道（电压测试）及电流测试通道，开恒流源，调节VTH/ITH的比值使其等于75℃的零功率电阻值，并保持稳定。设置数字万用表由电压测试改为4线电阻，设置数据采集次数（与间隔时间的乘积远大于热时间常数，6倍以上）或干预停止，设置测量间隔时间（可根据热敏电阻温度计的体积选择合适的间隔时间，一般选择为(5~200)ms），设置数据分辨率为4.5位，开始采集数据。断开恒流源电源，直至数据采集停止或干预停止，由测量数据表中75℃所对应的电阻记录时间和43.4℃对应的电阻记录时间差即为热敏电阻温度计的热时间常数。 测量温度Ti以及T0下的电阻值，通过公式表示如下： Ti=T0+(T-T0)×63.2% （4） 式中，T0为273.15K，T为(273.15+25)K； 该参数包括环境温度变化引起的热时间常数以及自然冷却后的热时间常数。 7.2.7 电阻-温度特性 负温度系数热敏电阻温度计当温度较低时，其电阻值较大，随着温度的升高， 电阻值减小。电阻值与温度的关系可表示为： RT=AeBT （5） 其中：RT为热敏电阻温度计在绝对温度T时的电阻值，A和B分别是具有电阻量纲和温度量纲的常数，与热敏电阻温度计的材料和结构有关。 对于电阻-温度特性的函数曲线，常用的多项式拟合一般采用下面的四次方程： 1T=a0+a1ln⁡(R