JJF(晋) 136-2025 零度恒温器校准规范

　　山西省地方计量技术规范

　　JJF(晋) 136-2025

　　零度恒温器校准规范

　　Calibration Specification for Ice Point Thermostat

　　2025-08-26发布 2025-11-01实施

　　山西省市场监督管理局 发布

　　JJF(晋)136-2025

　　零度恒温器校准规范

　　Calibration Specification for Ice Point

　　Thermostat

　　归口单位：山西省市场监督管理局

　　主要起草单位：山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

　　本规范委托山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)负责解释

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　　本规范主要起草人：

　　朱 江(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　高 丽(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　任建平(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　参加起草人：

　　王亚梅(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　史超星(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　赵志强(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　史艳峰(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

　　高鹏贵(山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院))

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　　I

　　目 录

　　引 言 ............................................................ (II)

　　1 范围 ............................................................... (1)

　　2 引用文件 ........................................................... (1)

　　3 术语和计量单位 ..................................................... (1)

　　3.1 零度恒温器 ....................................................... (1)

　　3.2 稳定状态 ......................................................... (1)

　　3.3 温度偏差 ......................................................... (1)

　　3.4 孔间温差 ......................................................... (1)

　　4 概述 ............................................................... (1)

　　5 计量特性 ........................................................... (2)

　　6 校准条件 ........................................................... (3)

　　6.1 环境条件 ......................................................... (3)

　　6.2 测量标准及其他设备 ............................................... (3)

　　7 检查项目、校准项目和校准方法 ....................................... (3)

　　7.1 检查项目 ......................................................... (4)

　　7.2 校准项目和校准方法 ............................................... (4)

　　8 校准结果 ........................................................... (5)

　　9 复校时间间隔 ....................................................... (6)

　　附录A 校准记录参考格式 .............................................. (7)

　　附录B 校准证书内页参考格式 .......................................... (8)

　　附录C 温度偏差测量不确定度评定示例 .................................. (9)

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　　II

　　引 言

　　本规范是以JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《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》为基础性系列规范进行编写的。

　　本规范为首次发布。

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　　1

　　零度恒温器校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于插孔深度不小于100mm范围、热电偶参考端补偿用的零度恒温器(以下简称恒温器)的校准。

　　2 引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJG 75-2022 标准铂铑10-铂热电偶检定规程

　　JJG 229-2010 工业铂、铜热电阻检定规程

　　JJF 1001-2011 通用计量术语及定义

　　JJF 1030-2023 温度校准用恒温槽技术性能测试规范

　　JJF 1257-2010 干体式温度校准器校准方法

　　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 术语和计量单位

　　3.1 零度恒温器 ice point thermostat

　　为热电偶参考端提供0℃温度环境的设备。

　　3.2 稳定状态stable state

　　恒温器达到设备本身性能指标要求时的状态。

　　3.3 温度偏差 temperature deviation

　　稳定状态下，恒温器各插孔底部温度与0℃的最大偏差。

　　3.4 孔间温差 temperature difference between holes

　　稳定状态下，恒温器各插孔底部之间最大的温度差。

　　4 概述

　　恒温器是一种内置工作腔的制冷恒温设备，主要用于为热电偶参考端提供稳定的0℃恒温环境。

　　恒温器通常由制冷模块、温度控制装置、金属测量孔等组成，内置金属材质的均温块，均温块的上端制作有若干深孔作为工作腔，使用时可在工作腔放置与之配合的玻璃管，并注入适量酒精，使用时需将热电偶参考端插入玻璃管最底部。若工

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　　2

　　作腔内壁已做绝缘处理，也可不用玻璃管。

　　恒温器的工作原理框图如图1所示。

　　图1.零度恒温器的工作原理框图

　　5 计量特性

　　根据恒温器用途的不同，恒温器的计量特性见表1。

　　表1 恒温器的计量特性

　　恒温器用途

　　计量特性

　　检定/校准

　　标准热电偶

　　检定/校准

　　工作用贵金属热电偶

　　检定/校准

　　其他热电偶

　　温度偏差(℃)

　　±0.05

　　±0.05

　　±0.10

　　孔间温差(℃)

　　≤0.05

　　≤0.05

　　——

　　注：

　　1、“——”表示该指标不作要求

　　2、以上所有指标不作为合格性判定，仅供参考。

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　　3

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　温度：(23±5)℃;

　　湿度： ≤85%RH;

　　校准过程应无影响恒温器正常工作的气流扰动和外电磁场的干扰。

　　6.2 测量标准及其他设备

　　校准所需的测量标准及其他设备可以从表2 中参考选择，也可使用满足要求的其

　　他设备。

　　表2 标准器及配套设备

　　序号 设备名称 技术要求 用途

　　1 铂电阻温度计

　　A 级及以上，四线制软线连接;

　　传感器封装尺寸：直径≤3.5mm，长度

　　≤3cm;

　　数量不少于被校准零度恒温器插孔数。

　　测量标准

　　2 电测仪表

　　测量范围应与铂电阻温度计的电阻值范

　　围相适应，准确度等级不低于0.005 级，

　　分辨力不低于0.1mΩ

　　与测量标准配套使用

　　3 低电势转换开关 寄生电势<0.4μ V 与测量标准配套使用

　　4 绝缘电阻表 500V DC，10 级 测量绝缘电阻

　　5 水三相点瓶 U<1mK，k=2

　　用于测量铂电阻温度计

　　的Rtp

　　7 检查项目、校准项目和校准方法

　　根据恒温器用途不同，恒温器的检查项目和校准项目见表3

　　表3 检查项目和校准项目

　　项目

　　恒温器用途

　　检查项目 校准项目

　　绝缘电阻 温度偏差 孔间温差

　　检定/校准标准热电偶   

　　检定/校准工作用

　　贵金属热电偶

　　  

　　检定/校准其他热电偶   

　　注：表中“  ”表示需要做的项目，“  ”表示可以不做的项目。

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　　4

　　A

　　B

　　H

　　G O

　　F

　　D

　　E

　　C

　　7.1 检查项目

　　对恒温器应做绝缘电阻的检查。在环境温度为15℃~35℃、湿度为45%RH~75%RH

　　的条件下，用绝缘电阻表测量恒温器电源输入端子对外壳的绝缘电阻，应不小于20M

　　Ω 。

　　对于工作腔内壁已做绝缘处理的恒温器，用绝缘电阻表测量零度恒温器中心孔

　　(相对位于均温块几何中心的插孔，下同)底部与其他任意一个孔底部之间的绝缘电

　　阻，应不小于20MΩ 。

　　7.2 校准项目和校准方法

　　7.2.1 温度偏差

　　7.2.1.1 测量铂电阻温度计在水三相点的电阻值

　　对电测设备进行预热，并在冻制好的水三相点瓶中测量各支铂电阻温度计的电

　　阻值tp i (R )。

　　7.2.1.2 开启恒温器

　　将配套的玻璃管放入工作腔，并注入适量酒精(若恒温器工作腔内壁已做绝缘处

　　理，可直接注入酒精)，按说明书要求使恒温器处于稳定状态。

　　将铂电阻温度计分别放入恒温器插孔底部,插孔如图2 所示(以9 孔为例)。

　　图2.插孔示意图

　　待恒温器达到稳定状态20min 后，记录第i 个插孔铂电阻温度计的测量值i R ，

　　测量顺序为：O→A→B......H→H ......B→A→O，共循环4 次。如电测仪表不具有

　　电流换向功能，测量时需使用转换开关换向。

　　按式(1)计算第i 个插孔的温度偏差i t ，并选择最大值i t 测量孔的i t 为恒温

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　　5

　　器的温度偏差t。

　　i tp 0 ( ) / (d / d ) 0.01 i i t t R R R t    ( )  (1)

　　式中： Ri——第i 个插孔铂电阻温度计电阻测量值的平均值;

　　0 ( / )t dR dt  ——0℃时铂电阻温度计电阻值相对温度的变化率。

　　7.2.2 孔间温差

　　孔间温差的校准与温度偏差的校准同时进行。恒温器的孔间温差k t 按式(2)~

　　式(4)计算

　　k max min t  t t (2)

　　max O A B H t  max(t ，t ，t t ) (3)

　　min O A B H t  min(t ，t ，t t ) (4)

　　式中： O A B H t ，t ，t t ——分别为插孔O、A、B、……、H 的温度偏差，℃。

　　8 校准结果

　　校准结果应在校准证书上反映。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;

　　l) 校准结果及其测量不确定度的说明;

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　　6

　　m) 对校准规范的偏离的说明;

　　n) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

　　o) 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

　　恒温器复校时间间隔可根据具体使用情况由用户确定，建议复校时间间隔最长不超过12个月。

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　　7

　　附录A

　　校准记录参考格式

　　证书编号： 第 页 共 页

　　委托单位

　　设备名称

　　规格型号

　　出厂编号

　　生产厂家

　　校准日期

　　校准地点

　　校准员

　　核验员

　　环境温度

　　℃

　　环境湿度

　　%RH

　　标 准 器

　　名 称

　　规格型号

　　出厂编号

　　不确定度/最大允差/准确度等级

　　证书编号

　　证书有效期

　　1、绝缘电阻：

　　2、温度偏差和孔间偏差(单位：℃)

　　插孔编号

　　A

　　B

　　C

　　D

　　O

　　E

　　F

　　G

　　H

　　第1次

　　第2次

　　第3次

　　第4次

　　第5次

　　第6次

　　第7次

　　第8次

　　平均值

　　温度偏差

　　孔间温差

　　温度偏差的不确定度U(k=2)

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　　8

　　附录B

　　校准证书内页参考格式

　　1、绝缘电阻

　　2、温度偏差和孔间温差

　　℃

　　校准项目

　　校准结果

　　扩展不确定度

　　U(k=2)

　　温度偏差

　　孔间温差

　　/

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　　9

　　附录C

　　温度偏差测量不确定度评定示例

　　C.1 被测对象

　　零度恒温器，显示分辨力为0.001 ℃。

　　C.2 测量标准及其他设备

　　温度测量标准：水三相点瓶， U<1mK，k=2;铂电阻温度计，A 级; HY250A

　　标准温度表，量程(0～220)Ω ，分辨力0.1mΩ ，最大允许误差:±0.004%，低电势

　　转换开关，寄生电势<0.4μ V。

　　C.3 校准方法

　　按照本规范对温度偏差的校准要求，将已校准好的铂电阻温度计插入中心孔，稳

　　定20min，记录铂电阻温度计的测量值，记录时间不少于 10 min，测量速度为每分钟

　　一次，共测量11 次。

　　C.4 测量模型

　　i tp 0 ( ) / (d / d ) 0.01 i i t t R R R t    ( ) 

　　(C.1)

　　式中： Ri——第i 个插孔铂电阻温度计电阻测量值的平均值;

　　tp i (R )——第i 个插孔所使用的铂电阻温度计在冻制好的水三相点瓶中测量的电

　　阻值，Ω;

　　0 (d / d )t R t  ——0℃时铂电阻温度计电阻值相对温度的变化率，其值为0.39083Ω

　　/℃。

　　C.5 标准不确定度分量的评定

　　测量不确定度的主要来源为测量铂电阻温度计在水三相点温度时的电阻值tp R 引

　　入的不确定分量1 u 、在恒温器插孔中测量铂电阻温度计的电阻i R 时引入的不确定度分

　　量2 u 。

　　合成标准不确定度计算公式见式(C.2)

　　2 2 2 2 2

　　1 2

　　0 0

　　1 1

　　( ) ( )

　　(d / d ) (d / d ) c

　　t t

　　u u u

　　R t R t  

　　  

　　(C.2)

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　　C.5.1 测量铂电阻温度计在水三相点温度时的电阻值tp R 引入的不确定分量1 u

　　C.5.1.1 水三相点瓶引入的不确定度11 u

　　水三相点瓶扩展不确定度U<1mK，k=2，换算电阻值为u11  0.0002

　　C.5.1.2 电测设备读数引入的不确定度12 u

　　主要为电测设备的误差引入的不确定度121 u 与分辨力引入的不确定度122 u 。

　　电测设备的基本误差为±0.004%，半宽为0.004%，测得的电阻值近似为100Ω ，

　　均匀分布， 121 u ≈0.004%100 / 3≈0.0023Ω。

　　分辨力为1mΩ ，半宽为0.5mΩ ，均匀分布， 122 u  0.0005 / 3≈0.0003Ω 。

　　121 122

　　2 2

　　12u = u u  0.023Ω 。

　　C.5.1.3 合成测量铂电阻温度计在水三相点电阻值引入的不确定度分量1 u

　　2 2

　　1 11 12 u  u u ≈0.0023。

　　C.5.2 在恒温器插孔中测量铂电阻温度计的电阻i R 时引入的不确定度分量2 u

　　C.5.2.1 测量重复性引入的不确定度分量21 u

　　对零度恒温器做重复10 次独立重复测量，并使用贝塞尔公式计算测量重复性。

　　测量数据见表C.1。

　　表C.1 温度偏差的重复性试验结果

　　测量次数 实测电阻值/Ω

　　1 99.9954

　　2 99.9926

　　3 99.9912

　　4 99.9919

　　5 99.9924

　　6 99.9938

　　7 99.9912

　　8 99.9905

　　9 99.9917

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　　11

　　表C.1(续)

　　测量次数 实测电阻值/Ω

　　10 99.9934

　　y 99.99241

　　1

　　( )

　　( ) 1

　　2

　　

　　

　　

　　

　　n

　　y y

　　s y

　　n

　　i

　　i

　　i

　　0.0015

　　在实际工作中，取8 次测量的平均值，故21= ( ) / 8 0.0005 i u s y  。

　　C.5.2.2 低电势转换开关寄生电势引入的不确定度22 u

　　寄生电势< 0.4 μ V ， 通入电流通常为1mA ， 均匀分布， k= 3 ，

　　6

　　22 u 0.4 10 / 0.001/ 3 0.0002      。

　　C.5.2.3 合成测量零度恒温器插孔内实际温度引入的不确定度分量2 u

　　2 2

　　2 21 22 u  u u ≈0.0006

　　C.6 合成不确定度

　　标准不确定度分量汇总见表C.2

　　表C.2 标准不确定度分量汇总表

　　标准不确定度x u

　　℃

　　不确定度来源

　　标准不确定度值

　　Ω

　　灵敏系数

　　℃/Ω

　　合成标准不确定度c u

　　℃

　　1 u 输入量tp R 0.0023 -

　　0

　　1

　　(d / d )t R t 

　　0.006

　　2 u 输入量

　　i R 0.0006

　　0

　　1

　　(d / d )t R t 

　　输入量tp R 及输入量i R 相互间彼此独立，合成标准不确定度c u 可由下式得到：

　　2 2 2 2

　　1 2

　　0 0

　　1 1

　　( ) ( ) 0.006

　　(d / d ) (d / d ) c

　　t t

　　u u u

　　R t R t  

　　   ℃。

　　C.7 扩展不确定度

　　取包含因子k=2,则扩展不确定度为： cU  k u =0.012℃。