摘 要:本文采用列表比較法簡述了JJF1101—2013與JJF1101—2019在溫度參數(shù)校準部分的差異,并通過實例分析了JJF1101—2019《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度參數(shù)校準規(guī)范》在相關(guān)術(shù)語及數(shù)據(jù)處理方面的修訂意義,以及實際工作中遇到的有關(guān)問題的探討,為相關(guān)計量人員更好的理解和運用JJF1101—2019校準溫度試驗設(shè)備提供了建議。
關(guān)鍵詞:JJF 1101,溫度試驗設(shè)備,偏差,修訂,分析
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.16.020
0 引 言
在日常的計量工作中,我們會遇到各種各樣的溫度試驗設(shè)備,如干燥箱、培養(yǎng)箱、老化試驗箱等,它們被廣泛應(yīng)用于電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗、制藥行業(yè)的霉菌培養(yǎng)、糧食收購行業(yè)的谷物水分測量等眾多行業(yè)部門,為了對溫度試驗設(shè)備的計量性能進行有效確定,原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局于2 0 0 3年5月12日發(fā)布了JJ F 1101—20 03《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準規(guī)范》,JJF1101—2 0 0 3實施多年來發(fā)現(xiàn)其存在一些不足之處,JJF 1101—20 03中的有些條款和數(shù)據(jù)處理方法無法滿足目前計量校準工作,因此在2019年對JJ F 1101—20 03進行了修訂,并由國家市場監(jiān)督管理總局于2019年9月27日發(fā)布,2020年3月27日正式實施[1]。
自JJF 1101—2019《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度參數(shù)校準規(guī)范》發(fā)布實施以來,中心計量工作人員依據(jù)JJF 1101—2019對本地區(qū)的溫度試驗設(shè)備開展計量校準工作,現(xiàn)結(jié)合實際工作談?wù)凧JF 1101—2019在溫度參數(shù)校準部分修訂意義,以及對工作中遇到有關(guān)問題的探討。
1 新規(guī)范在溫度參數(shù)校準部分的修訂情況
新規(guī)范與舊規(guī)范在溫度參數(shù)校準部分最主要的變化在校準參數(shù)的定義和數(shù)據(jù)處理方面,如表1所示。
2 JJF 1101—2019在溫度參數(shù)校準部分修訂意義分析
以一臺干燥箱校準結(jié)果為例進行分析,現(xiàn)中心食化室有一臺GZX—9140MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱,該電熱鼓風(fēng)干燥箱用于飼料中水分測定,按照GB/T6435—2014飼料中水分的測定第5.3條款要求:電熱干燥箱溫度可控制在103℃±2℃[4],現(xiàn)用Vtest1101—Ⅲ型溫度測量系統(tǒng)對其進行校準(干燥箱溫度設(shè)定103℃),溫度傳感器布點示意圖如圖1所示,溫度測量系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)見表2,按照JJF 1101—2003、JJF1101—2019的計算方法得到的校準結(jié)果見表3。
3.1 溫度偏差
按照JJF 1101—2003計算方法得到的溫度偏差值為1.85℃,該干燥箱的溫度偏差符合GB/T 6435—2014第5.3條款要求,但由于干燥箱的均勻度不理想,各溫度點實測數(shù)據(jù)相差很大,采用中心點的溫度偏差不能反映干燥箱在有效的工作空間內(nèi)實際溫度情況,從表2中可以看出只有5、8二個溫度點的偏差符合GB/T 6435—2014第5.3條款要求,使用此干燥箱對飼料中水分進行測定可能得到錯誤的檢測數(shù)據(jù)。
舊規(guī)范得到的溫度偏差只考慮了中間點,用該溫度偏差對被校設(shè)備進行修正,可能導(dǎo)致工作空間內(nèi)某些區(qū)域的實際溫度更加偏離工作需求[6]。因此,JJF 1101—2019對溫度偏差進行了修訂,用工作空間各測量點在規(guī)定時間內(nèi)實測最高溫度和最低溫度與設(shè)定溫度的上下偏差來反映工作空間內(nèi)的實際溫度情況,根據(jù)溫度上下偏差才能選擇合適的修正值以確保被校設(shè)備溫場符合相應(yīng)的技術(shù)要求。
3.2 溫度波動度
JJF 1101—2003計算方法得到的溫度波動度是工作空間中心點溫度隨時間的變化量,該計算方法只考慮了中心點,不能反映被校設(shè)備的整體性能,JJF 1101—2019對溫度波動度進行了修訂,取工作空間內(nèi)全部測量點中變化量的最大值作為溫度波動度校準結(jié)果。
3.3 溫度均勻度
JJF 1101—2003、JJF 1101—2019對溫度均勻度的定義和計算方法沒有實質(zhì)性改變,都是指被校設(shè)備在穩(wěn)定狀態(tài)下,工作空間各測量點每次測量中實測最高溫度與最低溫度之差的算術(shù)平均值。
通過分析可知,依據(jù)JJF 1101—2003得到的數(shù)據(jù)不夠科學(xué)嚴謹,不能確認被校設(shè)備技術(shù)指標的有效性,因此,為了滿足檢驗檢測工作和計量校準工作的需求,對JJF 1101—2003進行了修訂。
4 溫度試驗設(shè)備在日常校準工作中有關(guān)問題的探討
4.1 JJF 1101—2019附錄C中溫度重復(fù)測量次數(shù)的疑問
在規(guī)范附錄C第C.5.1.1條款中有這樣一句:“在30℃校準點重復(fù)測量10次?!苯Y(jié)合JJF 1101—2019規(guī)范7.2.5中“溫度記錄時間間隔為2 min,30 min內(nèi)共記錄16組數(shù)據(jù)”[3]的要求,筆者認為依據(jù)規(guī)范要求30 min內(nèi)共記錄16組數(shù)據(jù)才能得出一對溫度上、下偏差,如果重復(fù)測量10次,則校準時間至少要300min(相當(dāng)于5 h),加上有些溫度試驗設(shè)備的校準點不止一個, 由于測量時間太長、工作量大,這就導(dǎo)致在實際工作中不太可能重復(fù)測量10次來計算各校準點的溫度測量重復(fù)性引入的標準不確定度分量,因此筆者建議采用極差法來對溫度測量重復(fù)性引入的標準不確定度分量來進行評定,但是極差法與貝塞爾法相比,由于測量次數(shù)的變小,導(dǎo)致不確定度評定的可靠性有所降低,當(dāng)重復(fù)性引入的標準不確定度分量對合成標準不確定度的貢獻較大時,建議還是采用貝塞爾法,當(dāng)然也希望規(guī)范起草單位給出指導(dǎo)意見。
4.2 如何利用校準證書中的溫度偏差對設(shè)備進行修正
在檢驗檢測工作中,設(shè)備使用人員為了確保檢驗數(shù)據(jù)的準確可靠,通常希望知道設(shè)備溫度顯示值與實際溫度值的偏差,以便根據(jù)偏差對溫度設(shè)備進行修正,在舊規(guī)范中只有一個溫度偏差,使用人員很容易根據(jù)校準證書中的偏差來進行修正,現(xiàn)按照新規(guī)范的計算方法得到的是上偏差和下偏差,可能有的使用者會感到困惑:不知道按哪個偏差來進行修正?[7]現(xiàn)以表3中的校準結(jié)果舉例說明:
在表3中被校設(shè)備的上偏差為-0.98℃、下偏差為-5.62℃,干燥箱實測溫度值比顯示溫度值低,干燥箱的顯示值要向下修,偏差取上下偏差的中間值:?(0.98+5.62)/2=?3.3℃,這種方法得到的修正值不一定準確,實際通過Vtest1101—Ⅲ型溫度測量系統(tǒng)監(jiān)測,修正值改為-3.8℃,最終得到的上偏差為1.75℃、下偏差為-1.69℃,從面使得干燥箱溫度偏差符合GB/T 6435—2014 飼料中水分的測定第5.3條款要求。
注意:上述直接在溫度儀表中輸入的修正值(-3.8℃)只適用于103℃這個溫度點,如果該干燥箱還用于谷物水分的測定,要根據(jù)GB/T 21305要求(干燥箱溫度控制在130℃±3℃[5])及證書上的校準結(jié)果重新選擇合適的修正值。
4.3 如何對被校設(shè)備的校準結(jié)果進行符合性確認
實驗室的溫度試驗設(shè)備均需要依據(jù)JJF 1101—2019進行校準,使用人員需結(jié)合相應(yīng)檢驗檢測標準對校準結(jié)果進行符合性確認,以確定該設(shè)備是否滿足使用要求,主要注意以下幾點。
4.3.1 校準證書給出校準點的確認
使用人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備所用于的檢驗檢測項目確認校準點是否全覆蓋,如干燥箱用于飼料水分測定和谷物水分測定,根據(jù)GB/T 6435—2014 飼料中水分的測定和GB/T 21305—2007 谷物及谷物制品水分的測定常規(guī)法的要求,該干燥箱應(yīng)校準103℃和130℃二個溫度點。
4.3.2 對被校設(shè)備的技術(shù)性能是否符合所開展的檢驗檢測項目要求進行確認
對溫度試驗設(shè)備進行校準依據(jù)的是JJF 1101—2019,而對被校設(shè)備的技術(shù)性能進行確認依據(jù)的是所開展的檢驗檢測項目要求,如GB/T 6435—2014飼料中水分的測定第5.3條款:電熱干燥箱溫度可控制在103℃±2℃[4]、GB/T 21305—2007 谷物及谷物制品水分的測定常規(guī)法第5.4條款:烘箱溫度可控制在130℃±3℃[5]。
5 結(jié) 語
綜上所述,與舊版規(guī)范相比,JJF 1101—2019在對校準參數(shù)的定義和計算方法方面更科學(xué)、合理,符合現(xiàn)階段各個行業(yè)部門對溫度試驗設(shè)備量值溯源的要求,使設(shè)備使用人員更清晰的了解溫度試驗設(shè)備的整體性能要求,也為溫度試驗設(shè)備的校準工作提供了指導(dǎo)和依據(jù)。
參考文獻
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作者簡介
蔡盛剛,本科,工程師,主要從事計量檢定/校準工作。
(責(zé)任編輯:張瑞洋)