资料介绍
中华人民共和国国家计量检定规程
JJG 110—2008
标准钨带灯
2008-01-31发布 2008-07-31 实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
标准钨带灯检定规程
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代替 JJG 110—1979
本规 程经 国家 质量 监督 检验 检疫 总局 2008年 1 月 31 日批 准 , 并自2008年 7月 31 日起实施。
归口单位 : 全国温度计量技术委员会
起草单位 : 中国计量科学研究院
本规程委托全国温度计量技术委员会负责解释
本规程起草人 :
邢波 (中国计量科学研究院)柏成玉 (中国计量科学研究院)原遵东 (中国计量科学研究院)
目录
1 范围
本规程适用于亮度温度为 (800~ 2 500)℃范围内标准 钨带 灯 (以下 简称 钨带 灯)的首次检定和后续检定。
2 引用文献
本规程引用下列文献 :
JJF 1001—1998 《通用计量术语及定义》
JJF 1007—2007 《温度计量名司术语及定义》
JJF 1059—1999 《测量不确定度评定与表示》
使用本规程时 , 应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 计量单位
钨带灯的亮度温度量值溯源至ITS—90温标 , 其单位为摄氏度 (℃) 或开尔文 (K)。
4 概述
在确定的波长下 , 钨带灯所通过的电流与钨带灯稳态时的亮度温度有确定的单值关系。利用电流和温度的单值函数关系 , 钨带灯可用来复现亮度温度、传递高温温标 ; 可作为检定工作用光学高温计和精密光学高温计、光电高温计的标准器。
钨带灯的检定 , 是确定在规定波长下钨带灯的电流与亮度温度的关系特性 , 并检查这一关系特性的稳定性。
5 计量性能要求
5.1 稳定性
钨带灯稳定性应符合表 1 的要求。
表 1 钨带灯稳定性上下限 ℃
5.2 分度值
钨带灯应具有相应温度范围的分度值 , 即是在其温度范围内每间隔 100℃时整百度点的分度值。
6 通用技术要求
6.1 外观
6.1.1 钨带灯金属螺纹灯头与钨带电极的焊接及与玻壳粘接应无松动 , 不得开裂。
6.1.2 钨带灯玻壳应无色透明 , 在视场区域内不应有气泡、节点、条纹和明显的划伤等瑕疵。
6.1.3 钨带灯应标有编号。
6.1.4 用于工作用光学高温计检定的钨带灯 , 应有与之配套的凸透镜 (或凸透镜箱)。凸透镜焦距为 (100~200) mm, 直径不小于 40mm, 并注明编号 , 在视场区域内不应有划伤、气泡等瑕疵。
6.2 基本要求
6.2.1 在钨带灯钨带旁 (或钨带上) 和钨带后面 , 应有明显的瞄准标记 , 以精确标示钨带灯的工作区域。标记可以是指针 (或切口) 和圆点 (或圆点箭头) 等形式 , 钨带旁指针与钨带之间瞄准方位的距离不应大于 1mm。
6.2.2 钨带灯钨带温 度不 均匀 性以 规定 瞄准 位置 的亮 度温 度与 该瞄 准位 置上、下各1mm 范围内亮度温度之差表示 , 应符合表 2 的要求。
表 2 钨带灯温度不均匀性要求 ℃
7 计量器具控制
计量器具控制包括首次检定和后续检定。
7.1 检定条件
7.1.1 计量标准
标准光电高温计 , 温度 测量 范围 为(800~ 2 500)℃ ; 有效 波长 为 (650~ 660) nm,扩展不确定度应不超过 0.2nm; 最小测量目标直径一般应不大于 1mm。
7.1.2 配套设备
7.1.2.1 直流稳流电源。
a) 输出电流 : 能够满足钨带灯正常工作的输出电流范围 , 一般为(0~25)A。
b) 输出电压 : 能够满足钨带灯正常工作的输出电压范围 , 一般为(0~12)V。
c) 电流稳定度 : 不大于 0.01%/min。采用自动测量系统修正电源电流漂移影响或采取统计测量措施使电流稳定度对测量结果的影响不大于 0.01%/min时 , 可适当放宽此项指标。
d) 纹波系数 : <0.5%。
e) 电流最小调节量 : 使钨带灯亮度温度改变不超过 2℃。调节电流时 , 其输出电流不得有显著的过冲。
7.1.2.2 标准电阻。
0.01级标准电阻 : 0.01Ω、0.001Ω 各一 个 , 分别 用于 真空 和充 气钨 带灯 电测 量。标准电阻允许通过的最大电流应不小于通过钨带灯的最大电流。
7.1.2.3 用于 测量 钨带 灯电 流的 0.01 级直 流电 压测 量仪 表 : (0~ 0.2) V, 分辨 力1μV, 以及接触电势不大于 1μV配套使用的转换开关。
7.1.2.4 钨带灯用 6维调节支架和凸透镜调节支架。
7.1.2.5 钨带灯正常使用所需的辅助设备 , 如瞄准用辅助光源。
7.1.2.6 检定工作台。
7.1.3 环境条件
环境温度 : 20℃±2℃ ;
相对湿度 : 不大于 75% ;
实验室可实现暗室条件。
7.2 检定项目
首次检定、后续检定的检定项目见表 3。
表 3 检定项目
7.3 检定方法
7.3.1 检定工作用高温 计的 钨带 灯 , 应与 凸透 镜 (或凸 透镜 箱) 配套 使用 , 并配 套检定。
7.3.2 用目视方法对钨带灯外观按 6.1 的要求进行检查 , 凡不符合其中任一条要求的钨带灯 , 判为不合格 , 不再进行 7.3.3、7.3.4 的操作。
7.3.3 稳定性和分度值后续检定
7.3.3.1 准备工作
a) 将钨带灯玻壳、透镜用蘸有酒精的脱脂棉或镜头纸擦净 , 并用干净的绸布擦干。进行本操作时 , 应戴洁净的手套 , 避免手与光学部件的直接接触。
b) 将被检钨带灯、 凸透镜分别安装在 6维调节支架及凸透镜调节支架上。
c) 检定钨带灯的连接电路如图 1所示。接线时 , 钨带灯金属螺纹灯头外壳 (或注明 “+ ” 的接头) 应与电源正极连接。
d) 为保证钨带灯分度特性的稳定 , 分度前应对钨带灯通电退火。退火方法 : 参考上周期证书相应分度点的电流值 , 上限为 1 400℃、2 000℃的钨 带灯 分别 在 1 200℃、 1 700℃通电退火 1.5h; 上限为 2 500℃的钨带灯在 2 300℃退火 0.5h。
图 1 检定钨带灯的连接电路图
L—被检钨带灯 ; R—标准电阻 ; PS—稳流电源 ; SW—转换开关 ; DVM—直流电压测量仪表
7.3.3.2 钨带灯工作区域的瞄准
a) 调节高温计 (以下简称高温计) 目镜 , 使高温计视场中的分划线成像清晰 , 并处于成像的测 量目 标中 心 ; 调节 高温 计物 距 , 使从 高温 计目 镜观 察钨 带灯 钨带 成像清晰。
b) 调整钨带灯 , 使从高温计目镜观察前指针 (或切口 )、钨带分别对称于高温计视场中的水平分划线、垂直分划线 , 如图 2所示。调节高温计物距 , 使从高温计目镜观察后指针 (圆点或圆点箭头) 也对称于高温计视场中的水平分划线并刚好接触钨带另一侧的边缘 , 如图 3所示。带屏蔽罩的钨带灯 , 应使屏蔽罩上的前后窗口在视场中同心 ,并使钨带处于窗口中间 , 前指针、钨带分别对称于高温计视场中的水平分划线、垂直分划线 , 如图 4所示。调节时 , 钨带灯后可放置辅助光源 , 以便于观察。
图 2
图 3
图 4
图 2, 图 3, 图 4 钨带灯瞄准位置示意图
c) 将凸透镜安装在钨带灯前的支架上 , 调节凸透镜的位置 , 使它的中心位置处在高温计的光轴上。 为此不应改变钨带灯和高温计的方位 , 仅调整凸透镜支架及高温计物距 , 使从高温计目镜观察钨带的成像清晰 , 钨带灯瞄准位置与图 2 (或图 4) 一致。
7.3.3.3 接通电源 , 依照表 4选取分度点。根据高温计显示值 , 以 (1~ 2)A/min速率平滑调节电流升至钨带灯亮度温度下限分度点附近 , 并依照表 4 规定的相应稳定时间等待。
表 4 钨带灯分度点及稳定时间
7.3.3.4 达到表 4 规定的相应稳定时间后 , 重新瞄准钨带灯工作区域 , 微调钨带灯 ,并使其保持图 2 (或图 4) 位置。
7.3.3.5 微调钨带灯电流 , 使亮度温度与分度点温度偏离不超过 ±2℃。按 “标准→ 被检 → 被检→ 标准” 顺序记录高温计温度示值 t0 ( ℃)及钨带灯电流 I0 (A)于附录 A所示表格中。该分度点分度完毕。
7.3.3.6 以 (1~2)A/min的速率平滑调节钨带灯电流 , 将电流升到钨带灯下一个分度点亮度温度附近。
7.3.3.7 未达到分度点上限时 , 重复 7.3.3.4~7.3.3.6步骤至钨带灯的亮度温度分度点上限为止。
7.3.3.8 将钨带灯的电流以(1~2)A/min的速率下降至 0A, 关闭电源。
7.3.4 稳定性和分度值首次检定
7.3.4.1 老化试验
新制的钨 带灯 应使 用直 流电 源对 钨带 灯进 行通 电老 化试 验 , 上限 为 1 400℃、 2 000℃、2 500℃的钨带灯 分别 升至 1 600℃、2 200℃、2 500℃对应 的电 流通 电老 化20h、20h、4h。
7.3.4.2 稳定性试验
经过老化试验的钨带灯要进行稳定性试验。
a) 检查点分度
1) 依照表 4选取相应温度范围的上限温度为稳定性检查温度点。
2) 按照 7.3.3.1 中 a) ~c) 操作。
3) 按照 7.3.3.2 瞄准钨带灯工作区域。
4) 接通电源 , 以 (1~2)A/min的速率平滑调节电流 , 将钨带灯亮度温度升至检查温度点附近。
5) 钨带灯达到表 4规定的稳定时间后 , 按照 7.3.3.4~7.3.3.5操作 , 进行分度。
b) 持续通电使用
上限为 1400℃、2000℃、2 500℃的钨带灯分别在上限温度下持续通电 12h、12h、 2h后 , 将钨带灯的电流以(1~2)A/min的速率下降至 0A, 关闭电源。
c) 分度
按照 7.3.3稳定性和分度值后续检定 [除 7.3.3.1.d) 外] 的方法进行分度。
7.3.5 分度数据处理
7.3.5.1 计算高温计实测值 t0 ( ℃)及钨带灯电流值 I0 (A)的平均值 , 记入附录 A。
7.3.5.2 计算高温计温度实测平均值 (tav) 与标准值 (tcer) 之差(tav -tcer) ( ℃) , 记入附录 A。
7.3.5.3 求 dI/dt值
根据亮度温 度和 电流 关系 的经 验公 式 I=a+bt+ct2 和分 度数 据 , 采用 最小 二乘
7.3.5.4 确定钨带灯在分度点的亮度温度 tn ( ℃)下所对应的电流 In (A) , 按下式计算 :
式中 : In— 钨带灯整百度的电流值 , A;
Iav— 钨带灯在分度点的电流平均值 , A;
tav— 高温计温度测量值的平均值 , ℃ ;
tcer— 在分度点高温计的标准值 , ℃ ;
7.3.5.5 对于首次检定 , 将 7.3.4.2 c) 分度结果的电流值 In (A)与 7.3.4.2 a) 分度结果的电流值 Ilt(A)之差折算成温差 Δt( ℃)作为钨带灯的短期稳定性 , 短期稳定性按下式计算 :
Δt= (In - Ilt)/(dI/dt) ( ℃) (2)
若符合表 1 的要求 , 则钨带灯稳定性合格 , 否则钨带灯的稳定性不合格。
7.3.5.6 对于 后续 检定 , 将本 次分 度结 果的 电流 值 In (A) 与上 次分 度结 果电 流值Ilt(A)之差折算成温差 Δt( ℃)作为钨带灯的年稳定性 , 年稳定性按式 (2) 计算 : 应满足表 1 的要求 , 则钨带灯年稳定性合格。
7.3.5.7 在后续检定中钨带灯年稳定性不合格时 , 须对此钨带灯按 7.3.4.2 [7.3.4.2 a) 省略] 进行短期稳定性试验。将持续通电前电流值 Ilt(A)与持续通电后电流值In(A)之差折算成温差 Δt(℃)作为钨带灯的短期稳定性 , 短期稳定性按式 (2) 计算 , 若能满足表 1 的要求 , 则该钨带灯稳定性合格 , 可作为标准使用 ; 否则 , 该钨带灯稳定性不合格 , 不能作为标准使用。
7.4 检定结果的处理
经检定合格的钨带灯 , 出具检定证书。不合格的钨带灯 , 出具检定结果通知书 , 并注明不合格项目。证书上应给出亮度温度 tn ( ℃)和相应的电流值 In (A) (有效位数到小数点后三位) ; 应给出环 境温 度、相对 湿度 ; 还应 给出 亮度 温度 的波 长 (三位 有效 数字) ; 注明钨带灯所配用附件。
7.5 检定周期
检定周期一般为 1年。
附录 B
采用简便方法求 dI/dt值
例如 : 在 (800~1400)℃范围内 , 计算温度改变 200℃时相应的电流变化 , 然后以200除之 , 这样所得的结果 , 分别相当于 900℃、1000℃、1100℃……等分度点的dI/dt值 , 即
(B.1)
式中8:0 ,40℃, 分度点的 dI/dt值可由已求得的 dI/dt值外推确定。如 :
附录 C
检定证书内页格式
证书编号 :
检定 结果
