JJF(津) 72-2022 辐射测温用-50℃~1400℃黑体辐射源校准规范.pdf

天 津 市 地 方 计 量 技 术 规 范JJF（津）722022辐射测温用-501400黑体辐射源校准规范Calibration Specification for Blackbody RadiationSources of Radiation Thermometry from-50 to 14002022-07-25 发布2022-10-25 实施天津市市场监督管理委员会发 布JJF（津）722022辐射测温用-501400黑体辐射源校准规范Calibration Specification for BlackbodyRadiation Sources of Radiation Thermometryfrom-50 to 1400归 口 单 位：天津市市场监督管理委员会主要起草单位：天津市计量监督检测科学研究院本规范委托天津市计量监督检测科学研究院负责解释JJF(津)722022JJF（津）722022本规范主要起草人：余松林（天津市计量监督检测科学研究院）王喆（天津市计量监督检测科学研究院）蒋静（天津市计量监督检测科学研究院）参加起草人：杨佳（天津市计量监督检测科学研究院）王晓丹（天津市计量监督检测科学研究院）JJF（津）722022I目录引言.II1 范围.12 引用文件.13 术语.14 概述.14.1 原理与结构.14.2 黑体辐射源的特性参数.25 计量特性.25.1 温度稳定性.25.2 亮度温度.25.3 温度均匀性.25.4 绝缘电阻.26 校准条件.26.1 环境条件.26.2 标准器及配套设备.27 校准项目和校准方法.37.1 校准项目.37.2 校准方法.38 校准结果的表达.69 复校间隔时间.6附录 A 校准报告内页参考格式.7附录 B 黑体辐射源发射率偏离 1 引起的亮度温度校准误差.8附录 C 黑体辐射源亮度温度校准不确定度评定示例.9JJF（津）722022II引 言本规范依据 JJF 1071-2010国家计量校准规范编写规则和 JJF 1001-2011通用计量术语及定义的要求编写，并依据 JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示给出了亮度温度校准结果的不确定度评定示例。计量特性等主要参考了 JJG 856-2015 工作用辐射温度计和 JJF 1552-2015 辐射测温用-10200黑体辐射源校准规范。本规范为首次发布。JJF（津）7220221辐射测温用-501400黑体辐射源校准规范1范围本 规 范 适 用 于 辐 射 测 温 用 腔 式 黑 体 辐 射 源 在（-50 -10）和（2001400），以及面辐射源在（-15500）范围段校准。2引用文件本规范引用下列文件：JJG 856 工作用辐射温度计JJF 1552辐射测温用-10200黑体辐射源校准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JJF 1552-2015 中界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1 绝对 黑体 absolute blackbody 3.1,JJF 1552对任意方向、波长和偏振态的入射辐射都能够全部吸收的理想热辐射体。3.2 空腔 黑体辐射源 cavity blackbody radiation source 3.2,JJF1552用于检定或校准辐射温度计、具有稳定控制的温度和明确的发射率且热辐射特性接近于黑体的凹形装置。3.3 法向光谱 发射率 normal spectral emissivity 3.3,JJF 1552物体的法向光谱辐射亮度与同温度黑体光辐射亮度之比。3.4 有效 发射率 effective emissivity 3.4,JJF 1552黑体辐射源有效光谱辐射亮度与同温度黑体辐射亮度之比。3.5 有效 亮度温度 effective radiance temperature 3.5,JJF 1552给定波长范围内辐射亮度与被测热辐射体有效辐射亮度相等的黑体的温度。4概述4.1 原理与结构黑体辐射源是温度已知并可稳定工作的热辐射源，通常由黑体空腔或辐射面板、温度测量与控制系统等构成，按照结构可分为腔式辐射源和面辐射源。黑体辐射源主要用于辐射温度计和热像仪等辐射测温仪器的校准。JJF（津）72202224.2 黑体辐射源的特性参数黑体辐射源特性参数包括开口直径、有效发射率、亮度温度、温度均匀性和温度稳定性等。5计量特性5.1温度稳定性温度稳定性为 10 min 时间间隔内黑体辐射源有效靶面区域内亮度温度变化的最大值。5.2亮度温度黑体辐射源亮度温度的不确定度应满足所开展的辐射温度计或热像仪等辐射测温仪器校准的不确定度要求。5.3温度均匀性温度均匀性为黑体辐射源有效靶面区域内各测量点与中心点的温差。5.4绝缘电阻常温下，黑体辐射源的绝缘电阻不小于 0.5 M。黑体辐射源的计量特性要求见表 1。表 1 黑体辐射源计量特性要求类别温度范围()稳定性1/10 min均匀性发射率腔式辐射源-50-10 或2001400不大于（0.1与0.1%t的大者）不大于（0.15与0.15%t的大者）10.002或 10.005或 10.01面辐射源-15500不大于（0.15与0.15%t的大者）不大于（0.2与0.2%t的大者）0.95注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。6校准条件6.1 环境条件环境温度：（1828）；相对湿度：（2085）%。满足标准及辅助设备、被校准设备的使用环境条件要求。应无影响校准结果的环境辐射和空气对流。6.2 标准器及配套设备标准器及配套设备的性能技术指标见表 2。JJF（津）7220223表 2 标准器及配套设备的性能指标序号设备名称技术性能指标备注1精密辐射温度计测量温度范围满足校准温度范围要求用于辐射源有效亮度温度、温度均匀性和温度稳定性测量工作波段为（814）m 或其他波段噪声等效温差应不劣于校准结果最小量化值视场不超过黑体辐射源腔口直径的 1/2测量分辨力通常不大于 0.05最大允差不大于（1%t）或1.4的大者2标准铂电阻温度计及配套电测设备二等，测量范围覆盖（-50-10）；电测设备的准确度等级不低于 0.02 级，分辨力不低于 1m用于腔式辐射源在（-50-10）范围的温度稳定性测量3精密移动台或支架移动量程满足需求；移动重复性不低于 1 mm用于精密辐射温度计位置固定和调整4绝缘电阻表额定电压 500V,10 级用于黑体辐射源绝缘电阻测量7校准项目和校准方法7.1 校准项目校准项目如表 2。表 2 黑体辐射源校准项目序号项目名称1绝缘电阻2温度稳定性3亮度温度4温度均匀性注：亮度温度项目校准结果中应注明精密辐射温度计发射率和工作波段，一般精密辐射温度计的发射率设置为 1。7.2 校准方法7.2.1 绝缘电阻测试在不连接电源的情况下，将黑体辐射源电源开关打开。对使用接触器（需接通外部电源后才能接通的开关）的黑体辐射源，如可能，应设法使接触器处于接通状态。使用绝缘电阻测试仪在 500V 测试电压下，分别测量黑体辐射源电源输入端的相线 L 与地线 G、中线 N 与地线 G、相线 L 与仪器外壳的绝缘电阻。取所有测量值中最小值作为绝缘电阻的测量结果。JJF（津）72202247.2.2 温度稳定性测试7.2.2.1 测试方法1).被校设备、标准器及电测仪表开机预热。2).选择校准温度点，在黑体辐射源温度范围内均匀分布，优先选择整10点，也可根据用户要求选择。3).校准温度点在-101400范围时，采用精密辐射温度计为标准器。调整精密移动台或支架，使精密辐射温度计与黑体辐射源同轴。此时辐射温度计瞄准黑体辐射源的靶口中心位置。4).校准温度点在-50-10范围时，采用标准铂电阻温度计为标准器。将标准铂电阻插入被校黑体辐射源测量位置。5).被校腔式（面）辐射源温度设定在校准温度点，10 min 温度控制稳定性不大于 0.1（0.15）或 0.1%t（0.15%t）中的大者（t为校准温度点的绝对值，单位为）时，开始读数，时间间隔为 1 min。6).记录精密辐射温度计或标准铂电阻配套电测仪表 n 次测量值。（n 通常为 11）7.2.2.2 数据处理被校黑体辐射源的温度稳定性由公式（1）计算：=（1）式（1）中：被校黑体辐射源的温度稳定性，;测量的被校黑体辐射源的示值最大值，;测量的被校黑体辐射源的示值最小值，。7.2.3 亮度温度校准7.2.3.1 测试方法1)选择校准温度点，在黑体辐射源温度范围内均匀分布，优先选择整10点，也可根据用户要求选择。2)调整精密移动台或支架，使精密辐射温度计与黑体辐射源同轴。此时辐射温度计瞄准黑体辐射源的靶口中心位置。JJF（津）72202253)被校腔式（面）辐射源温度设定在校准温度点，10 min 温度控制稳定性不大于 0.1（0.15）或 0.1%t（0.15%t）中的大者（t为校准温度点的绝对值，单位为）时，按照精密辐射温度计辐射源温控表精密辐射温度计辐射源温控表的顺序，重复循环读数 4 次。7.2.3.2 数据处理被校黑体辐射源的亮度温度，根据公式（3）下式计算：=?+（3）被校黑体辐射源的亮度温度，。?精密辐射温度计测量的被校黑体辐射源亮度温度示值的平均值，。精密辐射温度计在校准温度点的亮度温度修正值，。黑体辐射源发射率不为 1 引入的亮度温度修正值。7.2.4 温度均匀性测试7.2.4.1 测试方法1)选择温度点，在黑体辐射源温度范围内均匀分布，优先选择整 10点，也可根据用户要求选择。2)均匀性测试位置选择黑体辐射源的中部、上部、右部、下部和左部五个点。3)被校黑体辐射温度设定点在测试温度点，温度稳定后开始读数。4)调整精密移动台或支架，使精密辐射温度计与黑体辐射源同轴。5)如图 1 所示，按照中（O）上（A），中（O）右（B），中（O）下（C），中（O）左（D）的顺序测量。周围测量点与中心点的距离为辐射源开口半径的约 2/3。6)每个位置上共进行 n 次测量（这里 n 通常为 3）。图 1 温度均匀性测量位置示意图DOCBAJJF（津）72202267.2.4.2 数据处理温度均匀性为各测量点温度与中心温度之差，根据公式（2）计算：=?(2)各点温度与中心温度之差，。?被校黑体辐射源有效靶面区域上部、右部、下部和左部的亮度温度测量平均值，。?被校黑体辐射源有效靶面区域中心位置亮度温度的平均值，。8校准结果的表达经校准的黑体辐射源出具校准证书，校准证书至少应包括以下信息：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；h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j）校准环境的描述；k）校准结果应包括绝缘电阻的测试结果、温度稳定性、温度均匀性和亮度温度及其测量不确定度的说明；其中稳定性测量结果应给出测试的时间，均匀性测量结果应给出测量点位置分布的定量说明及示意图；亮度温度校准结果处，应给出精密辐射温度计的发射率和测量波段。l）对校准规范的偏离的说明；m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；n)校准人和核验人签名；o）校准结果仅对被校对象有效性的声明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。9复校时间间隔建议复校时间间隔为 1 年，或送校单位根据需求自定复校周期。JJF（津）7220227附录 A校准报告内页参考格式一、绝缘电阻测试结果测试电压/V绝缘电阻/M二、温度稳定性测试结果校准温度点/温控表显示值/温度稳定性/三、亮度温度校准结果校准温度点温控表显示值亮度温度扩展不确定度U(k=2)四、温度均匀性测试结果温度均匀性测量位置示意图校准温度点/温控表显示值/与中心 O 点差值/ABCDDOCBAJJF（津）7220228附录 B黑体辐射源发射率偏离 1 引起的