JJF（苏）265-2024空气热老化试验设备校准规范.docx

OF江苏省地方计量技术规范JJF（苏）265-2024空气热老化试验设备校准规范CalibrationSpecificationforHotAirAgingTestEquipments2024-03-26发布2024-05-01实施空气热老化试验设备校准规范CalibrationSpecificationforHotAirJJF（苏）2652024AgingTestEquipments本规范经江苏省市场监督管理局于2024年03月26日批准，并自2024年05月01日起施行。归口单位：江苏省市场监督管理局主要起草单位：江苏省计量科学研究院参与起草单位：镇江市计量检定测试中心常州检验检测标准认证研究院常熟市环境试验设备有限公司南京环科试验设备有限公司本规范委托江苏省热工计量专业技术委员会负责解释本规范主要起草人：刘虎生（江苏省计量科学研究院）王洪冬（江苏省计量科学研究院）刘晓辉（江苏省计量科学研究院）本规范参与起草人：史凌云（镇江市计量检定测试中心）潘永杲（常州检验检测标准认证研究院）陈国华（常熟市环境试验设备有限公司）杨雪峰（南京环科试验设备有限公司）弓I言11范围12引用文件13 口14 .2636.2负载条件36.3测量标准及其他设备37校准项目和校准方法37.1校准项目37.2校准方法47.3数据处理68校准结果表达89复校时间间隔9附录A空气热老化试验设备校准记录参考格式10附录B空气热老化试验设备校准结果参考格式12附录C空气热老化试验设备温度偏差校准结果不确定度评定示例13附录D空气热老化试验设备换气率校准结果不确定度评定示例16附录E干空气密度表21引言JJF1001通用计量术语及定义、JJF1071国家计量校准规范编写规则和JjFlo59.1测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定的基础性系列规范。本规范为首次发布。空气热老化试验设备校准规范1范围本规范适用于温度范围为（室温500）°C、换气率范围（0-200）次h,工作室容积不大于IOm3的空气热老化试验设备（以下简称试验设备）的校准，其他范围的热老化设备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：JJFllOl环境试验设备温度、湿度参数校准规范GB/T5170.1-2016电工电子产品环境试验设备检验方法第1部分：总则GBT2951.122008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第12部分：通用试验方法热老化试验方法JB/T7444-2018空气热老化试验箱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3.1 空气热老化试验设备hotairagingtestequipment空气热老化试验设备是具有规定的温度和新风换气率的环境模拟试验设备。3.2 换气率ventilationrate3.2JB/T7444-2018修试验设备在给定温度和时间内的新风换气次数。3.3 工作空间workingspace试验设备内用于放置试验样品的空间。3.4 稳定状态steadystate3.3JJF1101-2019试验设备工作空间内任意点的温度变化量达到设备本身性能指标要求时的状态。3.5 温度偏差temperaturedeviation3.2.4GB/T5170.1-2016试验设备稳定状态下，工作空间各测量点在规定时间内实测最高温度和最低温度与设定温度的上、下偏差。3.6 温度波动度temperaturefluctuation（3.6JJF1101-2019试验设备稳定状态下，在规定的时间间隔内，工作空间内任意一点温度随时间的变化量。3.7 温度均匀度temperatureuniformity3.2.8GB/T5170.1-2016试验设备稳定状态下，工作空间在某一瞬时任意两点温度之间的最大差值。3.8 表面温度surfacetemperature试验设备在最高工作温度或客户指定的工作温度运行时，其箱体外壳表面的温度。3.9 力口热电能heatingelectricenergy试验设备稳定状态下，用于加热进入试验设备箱体内部空气所消耗的电能。4概述空气热老化试验设备是以空气为介质，控制温度和换气率的试验设备，主要用于电气绝缘材料的耐热性试验，电子零配件、塑料产品及橡胶制品的换气老化性能的检测，考核和判断试验样品在高温环境条件下贮存和使用的适应性。空气热老化试验设备主要由试验箱体、电气系统、热风循环（自然对流或强制对流）系统等部分组成。5计量特性空气热老化试验设备主要技术要求见表U表1主要技术指标项目技术要求(室温200)eC(200300)eC(300500)温度偏差（C）±2±3±5温度波动度（C）±2±3±4温度均匀度（C）4710表面温度（C）(室温+35)(室温+35+(7kix-200)/10)换气率符合用户实际使用要求注1：TmaX为试验设备最高工作温度；注2：以上技术指标不用于合格性判断，仅供参考。6校准条件6.1 环境条件环境温度：（1535）相对湿度：不大于85%设备周围应无强烈振动及腐蚀性气体存在，应避免其他冷、热源以及较强空气对流等影响。环境条件还应满足被校仪器、所用标准仪器和其它配套设备正常使用的其它要求。6.2 负载条件一般在空载条件下校准，根据用户需要可以在负载条件下进行校准，但应说明负载的情况。6.3 测量标准及其他设备测量标准的技术指标见表2：表2测量标准技术指标序号设备名称测量范围技术要求1温度巡检仪(0-500)分辨力：不低于0.01,与传感器配套使用时温度修正值扩展不确定度不大于被校设备温度偏差的1/32表面温度计(0-2(X)pC最大允许误差：±0.53电能表(0.1-380)V(0.1100)A(4565)Hz准确度等级：0.2级及以上4计时器(03600)s最大允许误差：±0.5sd5钢卷尺(0-3)m准确度等级：1级注1：标准器的测量范围为一般要求，使用中应能覆盖被校设备的实际测量范围；注2：也可选用技术指标满足上述要求的其他测量标准。7校准项目和校准方法7.1 校准项目空气热老化试验设备校准项目为温度偏差、温度波动度、温度均匀度、表面温度和换气率。7.2 校准方法721稳定时间温度稳定时间以说明书为依据，说明书中没有给出的，一般当温度达到设定值后，强制对流式试验设备继续稳定30min,自然对流式试验设备继续稳定60min（或使用说明书注明的稳定时间）后，开始校准。如果在规定的稳定时间之前能够确认试验设备达到稳定状态，可以提前开始校准；稳定时间以试验设备达到稳定状态为原则和判断标准。7.2.2换气率的校准7.2.2.1气门关闭试验设备的平均功率关闭试验设备的所有通风口，密封进出气孔、测试孔及有可能进行箱体内外空气流通交换的部位。将电能表接入试验设备加热系统，开启试验设备，在箱内温度达到设定值并进入稳定状态后，在0.5h或更长时间测量气门关闭时的加热电能（耗电量）用,换算成平均功率P1。72.2.2气门开启试验设备的平均功率拆去全部密封，调节进出气孔的位置，在箱内温度达到设定值并进入稳定状态后，以同样方法测量试验设备气门开启时的加热电能（耗电量）W2,换算成平均功率P2。7.2.2.3环境温度的测量换气率校准中环境温度测量点位于距试验设备进风口约2m且与进风口在同一水平面上，并距其他物体至少1m。在测量试验设备气门开启状态下加热电能的同时段内进行环境温度的测量，测量时间30min,测量间隔2min,取平均值作为环境温度的测量结果。7.2.3温度的校准7.2.3.1温度测量点位置测量点的位置应布放在设备工作空间内的三个校准层面上，称为上、中、下三层，中层为通过工作空间几何中心的平行于底面的校准工作面，测试点与工作室内壁的距离不小于各边长的1/10,遇风道时，此距离可加大，但不应超过500mm。如果设备带有样品架或样品车时，下层测试点可布放在样品架或样品车上方IOmm处。测量点位置也可根据用户实际工作需求进行布置。7.23.2温度测量点数量温度测量点的数量用1、2、3数字表示。a）设备容积小于2时，测量点为9个，5点位于设备工作空间中层几何中心处，如图1所示。上层中层I'J图1测试点布置（9点）下层门b）设备容积大于2m3时,测量点为15个，15点位于设备工作空间中层几何中心处,如图2所示。门上层1114151213下层图2测试点布置（15点）C）根据用户要求或实际需要增加或减少测量点时，应图示说明。7.2.33 温度校准条件温度的校准在测量试验设备气门开启状态下加热电能的同时段内进行，试验设备换气孔大小应固定在换气率校准时的位置。a）校准温度点的选择校准温度点一般根据用户的要求选择温度校准点，或者选择设备使用范围的上限、下限和中间温度点。b）测量时间和间隔试验设备达到设定温度并稳定后，开始记录各测量点温度值。测量时间30min,测量间隔为2min,记录16组数据。测量时间和测量间隔可根据设备实际运行状态和用户需求确定，并在原始记录和校准证书中注明。7.2.34 面温度的校准表面温度一般选择试验设备的最高工作温度，也可根据用户的要求选择其他温度进行校准。在试验设备箱内温度第一次达到设定温度并稳定2h后，使用表面温度计测量箱体表面，一般选择在距门缝、观察窗、排气孔等不少于三个位置的周围80mm区域内进行测量，测量时表面温度计测量端与所测箱体表面应紧密贴合，记录各位置2min内所测温度的最大值。7.3数据处理7.3.1 温度偏差试验设备在稳定状态下，实际工作区域各测量点在规定时间内进行m次测量，记录个测量点温度值勺（测量次数i=l,2,测量点数/=1,2,，按照公式（1）、（2）计算温度上、下偏差。Afmin=Anin（2）式中：rnux温度上偏差，C;nin温度下偏差，;i规定时间内实测最高温度，；maxU规定时间内实测最低温度，;设定温度，Co7.3.2 温度均匀度试验设备在稳定状态下，工作空间各校准点每次测量中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值。=Z（%max%min）/（3）r-l式中：一温度均匀度，；timix一各校准点在第，次测得的最高温度，；timin各校准点在第i次测得的最低温度，；一一测量次数。7.3.3温度波动度试验设备在稳定状态下，实际工作区域个测量点在在规定时间内测量”次，计算每个测量点加次实测值中最大值KaX与最小值/M之差的一半得到该测量点的温度波动度%（测量点数尸12,加上"士”号，取全部测温点中波动最大值作为温度波动度人%=WmaXYmin）/2式中：与一一测量点/的温度波动度，；f/nm测量点/在次测量中的最高温度，；/,min测量点/在加次测量中的最低温度，。7.3.4 表面温度计算(5)(6)(7)(8)表面温度取各位置测量结果4（测量位置数12水）中的最高温度作为试验设备表面温度的测量结果八。7.3.5 换气率计算按公式（1）计算试验设备的换气率（每小时换气次数）MNJSS-6）P1=T.式中：N-换气率，次/h;hs系数（加=3600）；WI气门关闭时测得的加热电能，Wh;M气门开启时测得的加热电能，Wh；Ti气门关闭时的电能测量时间，h；Ti气门开启时的电能测量时间，h；Pl气门关闭时的平均功率，W；P2气门开启时的平均功率，W；CP常压下空气的比热容，J/（goc）,（CP通常取1.003J（goc）;环境温度，为环境温度测量点实测温度的平均值，C;t2工作空间温度，为工作空间内各测量点实测温度的平均值，C;V试验设备箱内（含风道）容积，L；d试验时的环境空气密度，gL,见附录E。注1：以上所测温度值均应加入修正值使用；注2：对于使用浮子流量计控制换气率的试验设备，可根据用户要求依据JJG2572007浮子流量计检定规程对浮子流量计进行检定或校准。8校准结果表达校准结果应在校准证书上反应，校准证书应至少包括以下信息：a）标题，“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）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；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）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校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；1）校准结果及其测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书签发人的签名、职务或等效标识；0）校准结果仅对被校对象有效的声明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。9复校时间间隔复校时间间隔是由仪器的使用情况、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔为1年，使用特别频繁时应适当缩短。在使用过程中经过修理、更换重要元器件等的一般需重新校准。附录A空气热老化试验设备校准记录参考格式委托单位记录编号：证书编号：计量器具名称规格型号制造厂出厂编号计量标准考核证书有效期年月日依据的技术文件标准器名称出厂编号标准器检定证书有效期年月日不确定度/最大允许误差/准确度等级环境条件温度相对湿度%负载条件校准员核验员校准日期外观检查设定温度eC温度参数计量单位C次数1234567891216最大值最小值平均值表面温度位置最大值不确定度温度温度上偏差不确定度温度波动度不确定度温度下偏差不确定度温度均匀度不确定度换气率参数计量单位C试验设备箱内(含风道)容积1.试验设备状态：气门关闭加热电能W1(Wh)2.试验设备状态：气门开启设定温度次数12345平均值箱内环境加热电能W2(Wh)3.换气率计一设定温度CO箱内温度()环境温度CO换气孔开度测量时间(min)气门关闭时平均功率(W)气门开启时平均功率(W)换气率(次Zh)不确定度：附录B空气热老化试验设备校准结果参考格式1.布点位置上层中层下层12671 IlIl11门门门注：1.试验设备箱内(含风道)容积：2 .负载条件：2.校准结果表达设定温度(C)校准结果换气率(次h)表面温度()/位置温度偏差(eC)温度波动度CO温度均匀度()不确定度：附录C空气热老化试验设备温度偏差校准结果不确定度评定示例C.1校准方法按照本规范对温度偏差的校准要求，温度测量点按规范要求布置。将热老化试验设备调节到设定温度开启运行。稳定后开始记录温度示值及各测量点的温度值，记录时间间隔为2min,30min内共记录16组数据。计算16组数据中各测量点实测最高温度与设备设定温度的差值，即为温度上偏差；16组数据中各测量点实测最低温度与设备设定温度的差值，即为温度下偏差。本部分以温度上偏差为例进行不确定度评定。C.2测量模型温度偏差公式：ALX=LXTN（CJ）AfmaX=LinTN（C.2）式中：nu温度上偏差，；min一一温度下偏差，；ux规定时间内实测最高温度，；7min一规定时间内实测最低温度，；ZN设定温度，。由于公式（C.1）和（C.2）评定方法一致，因此本文仅以温度上偏差为例进行不确定度评定。C.3灵敏系数C.3.1对公式（Cl）各分量求偏导，得到各分量的灵敏系数：G=max/max-1C2=nx/=-1C.4标准不确定度分量不确定度来源：标准器测量重复性及分辨力，标准器修正值，标准器稳定性，热老化设备设定值分辨力。C.4.1标准器引入的不确定度分量C.4.1.1标准器温度测量重复性及分辨力引入的标准不确定度厂评定在100校准点重复测量16次，标准偏差S用下式计算得到：ltvd2S=三；.=0.05(C.3)标准器分辨力为QOlC,由此引入的标准不确定度为0.0029C,小于重复测量标准偏差s,因此：Ul=S=0.05oC.4.1.2标准器温度修正值引入的标准不确定度”2评定标准器温度修正值的不确定度U=0.06°C,k=2,则：u2=UZ=0.06/2=0.03C.4.1.3标准器稳定性引入的标准不确定度3的评定标准器稳定性取两年变化的最大值。20,区间半宽为0.IOC,服从均匀分布，由此引入的标准不确定度为：U3=0.1/3=0.058oCC.4.2设备温度设定值分辨力引入的标准不确定度分量«4的评定设备温度设定值分辨力为0.1,按均匀分布，由此引入的标准不确定度为：=0l2-J=0029°CC.5合成标准不确定度的计算C.5.1标准不确定度分量汇总表见表C.1表c.1温度偏差校准标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量灵敏系数G不确定度来源标准不确定度处值ICiIUiu11测量重复性0.050.05m21标准器温度修正值0.030.03w31标准器稳定性0.0580.058“4-1设定值分辨力0.0290.029C.5.2合成标准不确定度的计算由于的、依、依、以互不相关，合成标准不确定度必按下式计算wc=J(ClirJ尸(CM尸(，必)(q")=0O9OC(C.4)C.6扩展不确定度评定取包含因子42,温度上偏差校准扩展不确定度为：U=k×uc=0.2°C(42)附录D空气热老化试验设备换气率校准结果不确定度评定示例D.1校准方法使用0.1级三相标准电能表、温度巡回检测仪对一台RLlOO型热老化试验设备的换气率参数进行校准，温度设定值为120。D.2测量模型CPVd(t2-力)式中：N一一换气率，次/小时；hs系数(加=3600)；Pl气门关闭时的平均功率，W；Pi气门开启时的平均功率，W；CP常压下空气的比热容，J/(g°C),(cp=1.003J/(g.);环境温度，为环境温度测量点实测温度的平均值，C;h工作空间温度，为工作空间内各测量点实测温度的平均值，C;V试验设备箱内(含风道)容积，L；d试验时的环境空气密度，g/L。由于根据测量模型计算各分量灵敏系数较为复杂，因此采用变量替换的方法，设P=P2-P1,r=r2-r1,测量模型转换为：(D.2),加APN=cpVd式(D.2)全部为积商形式，且各分量独立不存在相关性，可采用相对合成不确定度方式进行评定，即：wrd(N)=J1(P>÷wfjn÷M,Ji)÷1()祗2、(她(吧尸(如为PtVd(D.3)D.3输入量P的标准不确定度a(P)的评定(P)来源于测量重复性及标准电能表测量误差。D.3.1测量重复性引入的标准不确定度Uhd(P)设定值为120时使用标准电能表得到设备在密封状态下平均功率吕,然后打开换气孔，稳定时间后，得到开启状态下的平均功率P?，重复测量3次，采用极差法计算实验标准偏差，测量结果如表D.1所示：表D.1测量次数Pl(W)Pi(W)P(W)1152.()169.017.02151.3168.717.43152.7169.917.2平均值152.0169.217.2S(P)=(174T7.0)二024W169实际测量时一般要求单次测量，则重复性引入的标准不确定度即为实验标准偏差:M1(P)=S=O.24W,转换成相对标准不确定度：%(P)=gp=1.38%(D.4)D.3.2标准电能表测量误差引入的标准不确定度(P)标准电能表相对允许误差为±0.1%,服从均匀分布k=J,P1和P2同时具有该不确定度，合成应乘以,则0%x;Worcl(P)=U=0.08%因此输入量P引入的相对标准不确定度为：(P)=1.(P)+嗫(P)=1.38%(D.5)D.4输入量f的标准不确定度rdQ)的评定wrd(0来源于测量重复性及温度巡检仪的修正值。D.4.1测量重复性引入的标准不确定度/rd使用温度巡检仪同时测量环境温度4和箱内温度f2，在30min内每隔2min进行16次测量，16次测量4和I2的差值A测量结果如表D.2所示，采用贝塞尔公式计算实验标准偏差:表D.2测量次数t(eC)193.9294.1394.6494.4595.4694.1794.4894.2993.61095.81193.81295.11396.31494.61594.51693.9平均值94.5It(AL丽21一二0万C(D.6)n-I取平均值作为测量结果，则重复性引入的标准不确定度为平均值实验标准偏差：W1=詈=0.19C,转换成相对标准不确定度：Mlrel(r)=0.20%(D.7)D.4.2温度巡检仪修正值引入的标准不确定度2温度巡检仪修正值引入的扩展不确定度为U=0.06C(右2),标准不确定度为0.03C,4和72同时具有该修正值不确定度，合成应乘以«2,则相对标准不确定度为：w2rel(0=O*根C=0.04%-因此输入量f引入的相对标准不确定度为：wrc(r)=J".")=0.20%(D.8)D.5输入量V的标准不确定度Nrd(V)(V)来源于钢卷尺测量误差。叫2 + (1%)2 = 1 00%钢卷尺相对最大允许误差为±1%,取半宽为1%,服从均匀分布，体积为测量箱体长宽高的乘积，因此为三者合成，则%(V)=踪)2+D.6输入量d的标准不确定度%(力urcl(d)来源于空气密度的变化。本次测量环境温度在(2527)C范围内变化，由此造成空气密度变化范围为(1.185-1.177)gL,服从均匀分布，空气密度实际值取1.181g/L,则wrel3)=U叱LE=0.20%2×3×1181D.7合成标准不确定度的计算D.7.1标准不确定度分量汇总表见表D.3表D.3换气率校准标准不确定度分量汇总表不确定度分量W(Xi)不确定度来源分量相对标准不确定度输入量相对标准不确定度%(P)限(P)电能表测量重复性1.38%1.38%2rel(P)电能表测量误差0.08%?”)温度测量重复性0.20%0.20%m21v(0温度测量误差0.04%(V)体积测量误差1.(X)%1.(X)%空气密度变化0.20%0.20%D.7.2合成标准不确定度的计算由于上述各分量互不相关，合成相对标准不确定度/“按下式计算:(D.9)1=J(i(乃+(小尸XXiO)("MG1=17%D.8扩展不确定度评定取包含因子七2,相对扩展不确定度为：Urd="k=4%(k=2)本次换气率测量结果为N=12次/小时，则绝对扩展不确定度为：U=NXmctc1=4%×12=0.48次/小时一1次/小时(=2)附录E干空气密度表温度密度g/L温度C密度g/L温度C密度g/L温度七密度g/L11.288111.243211.201311.16121.284121.239221.197321.15731.279131.235231.193331.15441.275141.230241.189341.15051.270151.226251.185351.14661.265161.222261.181361.14271.261171.217271.177371.13981.256181.213281.173381.13591.252191.209291.169391.132101.248201.205301.165401.128江苏省地方计量技术规范空气热老化试验设备校准规范JJF（苏）2652024江苏省市场监督管理局发布江苏省计量协会印刷版权所有不得翻印开木880un×1230nun16开本2024年04月印刷