JJF(京) 108-2023 光纤光栅校准规范

（京）108-2023光纤光栅传感器温度、压力参数校准规范CalibrationSpecificationforTemperatureandPressureParametersofFiberGratingSensor2023-5-22发布2023-7-1实施北京市市场监督管理局发布学兔兔(京)108-2023JJF(京)108-2023光纤光栅传感器温度、压力参数校准规范CalibrationSpecificationforTemperatureandPressureParametersofFiberGratingSensor归口单位：北京市市场监督管理局主要起草单位：北京市计量检测科学研究院内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司参加起草单位：北京通为科技有限公司本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释学兔兔(京)108-2023本规范主要起草人：李颖（北京市计量检测科学研究院）杨志刚（内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司）王媛媛（北京市计量检测科学研究院）赵霞（北京市计量检测科学研究院）参加起草人：杨光（北京通为科技有限公司）张占庭（内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司）田永丰（内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司）学兔兔(京)108-2023I目录引言.....................................................................II1范围.....................................................................12引用文件.................................................................13名词术语.................................................................14概述.....................................................................15计量特性.................................................................16校准条件.................................................................17校准项目和校准方法.......................................................28校准结果的表达...........................................................59复校时间间隔.............................................................5附录A......................................................................6附录B......................................................................8附录C......................................................................9附录D.....................................................................12学兔兔(京)108-2023II引言本规范参照了国家计量技术规范JJF1001—2011《通用计量术语及定义》,JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》以及JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》中规定的相关术语定义和编写规则。本规范为首次发布。学兔兔(京)108-20231光纤光栅温度、压力传感器校准规范1范围本规范适用于各类光纤光栅传感器温度、压力参数计量性能的校准。2引用文件GB/T2421.1-2008电工电子产品环境试验概述和指南3名词术语3.1光纤光栅传感器FiberBragggratingsensor利用光纤光栅的敏感性来测量温度、压力等物理参数的传感器。3.2温度重复性Temperaturerepeatability同一观测者在同一温度下进行重复测量所得结果之间的一致程度。4概述光纤光栅传感器是监测各种动态或静态信号如温度、压力、应变、机械波等物理参数的重要传感器。光纤光栅是利用光纤中的光敏性制成的，所谓光纤中的光敏性是指激光通过掺杂光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应变化的特性。宽带光进入光纤，经过光栅反射回特定波长的光，通过测量光栅反射波长，换算被测体温度、应变等物理量。5计量特性5.1温度示值误差光纤光栅传感器温度示值误差应不超过±0.5℃。5.2温度重复性温度重复性应小于0.5%。5.3压力示值误差压力示值误差应不超过±1%（按量程的百分数计算）。注：以上指标不作为合格性判定。6校准条件6.1环境条件6.1.1环境温度：（15～35）℃；环境湿度：（25～75）%RH学兔兔(京)108-20232[电工电子产品环境试验概述和指南（GB/T2421.1-2008）]6.1.2当电测仪器设备对环境条件另有要求时，应满足其规定的要求。注：如不能满足上述条件应考虑因此引入的不确定度。6.2测量标准6.2.1温度测量标准器及配套设备标准器及配套设备见表1。表1标准器及配套设备序号设备名称技术要求用途备注1铂电阻温度计二等标准温度标准器也可使用满足要求的其他测量标准2电测设备相对误差不大于与标准铂电阻温度计配套使用3恒温槽测温范围-40℃～100℃提供恒定温度源也可使用满足校准要求的其他恒温设备温度均匀性0.02℃温度波动度0.02℃/10min恒温区域深×直径：25cm×15cm，或者容积是被校传感器体积的5倍以上6.2.2压力测量标准压力测量标准器可选用补偿式微压计、数字压力计、标准压力发生器或其他符合要求的压力标准器对光纤光栅传感器进行校准。标准器允许误差绝对值不超过被校仪表最大允许误差绝对值的1/3。7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目包括温度示值误差、温度重复性、压力示值误差。7.2校准方法7.2.1外观及解调器检查传感器外观应光洁、无锈斑及裂痕，各部分应连接牢固光纤引线应无损，标示应清晰。传感器应配备可完成光纤光栅传感器的信号采集并进行输出的设备。7.2.2温度示值误差、温度重复性的校准学兔兔(京)108-202337.2.2.1校准前的准备a）开启电测设备进行预热，预热时间至少20min或满足其使用说明书的要求。b）按恒温槽使用说明书的要求使其处于正常工作状态，并保证工作区域的液面处于规定的位置。c）调制解调器开机预热。7.2.2.2温度示值误差的校准过程a）测量温度点一般选择传感器的下限值、中间值和上限值，也可根据用户需要选择实际常用的温度点。为保证示值有效，所选温度点偏离环境温度至少10℃。b）将传感器与调制解调器相连，使其处于正常工作状态。将传感器与标准铂电阻温度计一同放入恒温槽，浸没深度不小于25cm。c）将恒温槽设定在下限温度，待恒温槽温度稳定，实际温度最大偏差不超过±0.2℃时（以标准器为准），稳定10min，分别读取标准器的温度示值和调制解调器显示的温度示值，每2min读取一次，连续测量5次。在测量过程中，恒温槽温度变化不超过0.05℃。d）根据上述测量要求，依次测量中间温度和上限温度时标准器和调制解调器的温度示值。7.2.2.3温度重复性的校准将传感器放入恒温槽内，设置恒温槽温度至60℃，待温度稳定20min后记录传感器示值，然后将传感器取出在室温环境下回复10min后再次放入恒温槽内读数。重复试验6次，在此期间要求标准器读数波动不得超过0.05℃。7.2.3压力校准7.2.3.1压力校准点的选择压力传感器校准点的数量一般不少于5个点（包括零点、压力传感器测量上限），均匀分布在量程范围内，也可以根据客户要求选取。7.2.3.2校准过程校准时，通过压力发生器产生压力，由零点开始校准，逐渐平稳加压到各个校准点，直至测量上限；然后由测量上限开始，逐渐平稳降压到各校准点，直至零点，每个校准点压力稳定后，分别读取并记录标准器示值和压力传感器示值，此为一个循环。压力校准应进行正反行程的三个循环校准。7.3数据处理学兔兔(京)108-202347.3.1温度示值误差=(1)(2)(3)式中：—温度示值误差，℃；—传感器读数平均值，℃；—标准器读数平均值，℃；7.3.2温度重复性×100%式中：S—温度重复性—第i次传感器温度示值，℃；—传感器温度示值的平均值，℃；—测量次数；—传感器的量程，℃。7.3.3压力示值误差压力传感器各校准点示值误差按公式（4）计算：0=−iiippp（4）式中：ip—第i个校准点的压力示值误差，Pa；ip—第i个校准点的压力示值，Pa；0ip—第i个校准点的标准器示值，Pa。学兔兔(京)108-20235传感器压力示值误差取所有校准点中示值误差绝对值最大者。8校准结果的表达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)各校准项目检查结果的说明；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；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复校时间间隔复校时间的间隔是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，用户可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔最长不超过一年，使用特别频繁时应适当缩短。学兔兔(京)108-20236附录A光纤光栅温度、压力传感器校准原始记录格式记录编号：委托单位：样品名称:制造厂：型号规格：环境温度℃湿度%RH出厂编号：校准地点：外观检查：主要计量标准器名称型号规格最大允许误差/准确度等级/不确定度仪器编号证书编号及溯源单位有效期1.温度示值误差：校准温度(℃)校准温度(℃)次数标准器示值(℃)(℃)传感器示值(℃)次数标准器示值(℃)(℃)传感器示值(℃)1122334455平均值平均值示值误差(℃)示值误差(℃)示值误差扩展不确定度U，k=2示值误差扩展不确定度U，k=2学兔兔(京)108-202372.温度重复性：次数传感器示值（℃）平均值（℃）123