JJF(浙) 1234-2026 红外耳额温计黑体空腔校准规范

　　浙 江 省 地 方 计 量 技 术 规 范

　　JJF(浙) 1234—2026

　　红外耳/额温计黑体空腔校准规范

　　Calibration specification for blackbody cavities used to calibrate infrared

　　ear/forehead thermometer

　　2026 –03 – 11 发布 2026 –06 – 11 实施

　　浙 江 省 市 场 监 督 管 理 局 发 布

　　红外耳/额温计黑体空腔校准规范

　　Calibration specification for blackbody

　　cavities used to calibrate infrared

　　ear/forehead thermometer

　　归 口 单 位：浙江省市场监督管理局

　　主要起草单位：浙江省质量科学研究院

　　衢州市计量质量检验研究院

　　参加起草单位：台州市计量技术研究院

　　杭州市质量计量科学研究院

　　舟山市质量技术监督检测研究院

　　湖州唯立仪表科技有限公司

　　本规范委托浙江省质量科学研究院负责解释

　　本规范主要起草人：

　　熊玉亭(浙江省质量科学研究院)

　　王成科(浙江省质量科学研究院)

　　简蕤洁(衢州市计量质量检验研究院)

　　参加起草人：

　　赵丹侠(台州市计量技术研究院)

　　徐慧娟(杭州市质量计量科学研究院)

　　虞 垚(舟山市质量技术监督检测研究院)陈 坚(湖州唯立仪表科技有限公司)

　　引 言

　　JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》和 JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制修订工作的基础性系列规范。

　　本规范参考了 JJG 309-2011《500K~ 1000K 黑体辐射源检定规程》、JJG 1164-2019《红外耳温计检定规程》、JJF 1030-2023《温度校准用恒温槽技术性能测试规范》、JJF 1552-2015 《辐射测温用-10℃~200℃黑体辐射源校准规范》、JJF 1577-2016《红外耳温计型式评价大纲》等规程规范。

　　本规范为首次发布。

　　红外耳/额温计黑体空腔校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于温度范围(30～42)℃ , 校准红外耳温计或红外额温计的黑体空腔的校准。

　　2 引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJG 309-2011 500K~ 1000K 黑体辐射源检定规程

　　JJG 1164-2019 红外耳温计检定规程

　　JJF 1030-2023 温度校准用恒温槽技术性能测试规范

　　JJF 1552-2015 辐射测温用-10℃~200℃黑体辐射源校准规范

　　JJF 1577-2016 红外耳温计型式评价大纲

　　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 校准模式 calibration mode

　　耳/额温计显示从耳/额温计黑体处测量所得的温度模式。

　　注：1.校准模式下，耳/额温计显示对耳/额温计黑体温度的测量结果。校准模式是耳/额温计必须具有的工作模式，用于耳/额温计实验室误差的测量。

　　2.可以通过按键操作直接将耳/额温计设定到校准模式或通过数学运算等技术来获得校准模式。

　　[来源：JJF 1577-2016 ，3.1 ，有修改]

　　3.2 [有效]亮度温度 [effective] radiance temperature

　　在给定波长范围，辐射亮度与被测热辐射体的有效辐射亮度相等的黑体的温度。

　　[来源：JJF 1552-2015 ，3.5]

　　3.3 [有效]腔长 [effective] cavity length

　　空腔纵向从底部到整个腔体长度的 2/3 处的部分称为有效腔长。

　　[来源：JJG 309-2011 ，4.2]

　　3.4 [有效]发射率 [effective] emissivity

　　若黑体在有效腔长内其温度分布是均匀的，其辐射出射度与同温度下理想黑体的辐射出射度之比称为有效发射率。

　　[来源：JJG 309-2011 ，4.3]

　　4 概述

　　耳/额温计黑体空腔是按照规定空腔尺寸及工艺要求进行加工、放置在恒温液槽中、用于校准红外耳温计或红外额温计的核心部件。

　　黑体空腔通过恒温液槽工作区的工作介质对其进行加热/制冷，从而在黑体空腔的有效工作区内获得均匀的温度分布。黑体空腔和液体恒温槽共同组成一套黑体辐射源，如图 1 和图 2 所示，用于提供校准红外耳温计或红外额温计所需的亮度温度。

　　图 1 耳温计校准用黑体辐射源典型结构示意图

　　图 2 额温计校准用黑体辐射源典型结构示意图

　　5 计量特性

　　5.1 亮度温度示值误差

　　亮度温度示值误差不超过±0.05℃。

　　注： 以上指标要求不用于合格判定，仅供参考。

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　环境温度：(23±2)℃;

　　相对湿度：(50±20)%;

　　校准环境无明显机械振动和强电磁干扰;校准过程中应避免强烈辐射和对流对校准装置和被校黑体辐射源的干扰;环境温度避免剧烈波动。

　　6.2 测量标准及其他设备

　　耳/额温计黑体空腔校准装置由标准黑体辐射源、比较用耳/额温计、液体恒温槽、标准温度计及配套电测设备组成。

　　6.2.1 标准黑体辐射源

　　标准黑体辐射源应使用恒温槽黑体辐射源，并符合表 1 的要求。

　　表 1 标准黑体辐射源的技术要求

　　6.2.2 比较用耳/额温计

　　表 2 比较用耳/额温计的技术要求

　　注： 比较用耳/额温计的测量重复性为符合校准环境条件下，在标准黑体辐射源中重复测量 10 次的实验标准偏差。

　　6.2.3 液体恒温槽、标准温度计及配套电测设备

　　液体恒温槽用于为被校耳/额温计黑体空腔提供恒温环境，恒温槽工作区域的尺寸、温度范围、温度均匀度和温度波动度应满足表 3 的要求。标准温度计和电测设备用于被校黑体空腔放置的恒温槽的温度测量。

　　表 3 液体恒温槽、标准温度计及配套电测设备的技术要求

　　7 校准项目和校准方法

　　7.1 校准项目

　　亮度温度示值误差。

　　7.2 校准方法

　　采用比较法，以标准黑体辐射源为标准，使用比较用耳/额温计为比较器，校准被校黑体辐射源的亮度温度示值误差。校准装置如图 3 所示。

　　图 3 亮度温度示值误差校准装置示意图

　　7.2.1 校准前准备

　　a)有效发射率计算：耳温计黑体空腔有效发射率计算值应不低于 0.999，额温计黑体空腔有效发射率计算值应不低于 0.997;

　　b)目视检查被校耳/额温计黑体空腔外观是否完好，若被校黑体空腔内有脱漆或进水的现象，不予校准;

　　c)将比较用耳/额温计放置于校准环境中稳定 30min;

　　d)将被校黑体空腔放置于液体恒温槽内。

　　7.2.2 亮度温度示值误差的校准

　　7.2.2.1 校准点的选择

　　红外耳温计黑体空腔校准点一般包括 35℃ 、37℃和 42℃ , 红外额温计黑体空腔校准点一般包括 30℃ 、35℃ 、37℃和 42℃ , 也可根据客户要求选择校准温度点。从低温向高温校准。

　　7.2.2.2 校准步骤

　　a)将标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的液体恒温槽温度调整至校准温度点并稳定。稳定后，标准铂电阻温度计测得的液体恒温槽工作区域温度与校准点的偏差不超过±0. 1℃。

　　b)打开比较用耳/额温计并调至校准模式，使用不少于 3 支比较器，采用“标准→被校→被校→标准”顺序分别读取和记录标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的亮度温度示值，同步记录标准黑体辐射源和被校黑体辐射源的标准温度计示值。原始记录参考格式见附录 C 。测量时，比较用耳/额温计探头前端应尽量与空腔开口齐平，调整比较用耳/额温计方位使耳/额温计光学系统轴线与耳/额温计黑体空腔轴线重合。

　　c)重复步骤 b 的操作，再测一遍，取两组测量数据的平均值进行计算。

　　7.2.2.3 数据处理

　　将标准和被校黑体辐射源的恒温槽稳定在相同的温度。使用比较用耳/额温计分别测量标准、被校黑体辐射源的亮度温度值，根据公式(1)计算被校黑体空腔的亮度温度示值误差。

　　Δtc = tcn _ ts + (tsl _ tcl) + (tcr _ tsr) (1)

　　式中：

　　tc——被校黑体辐射源的亮度温度值，℃;

　　tcn——标准黑体辐射源的亮度温度值，℃;

　　ts——设定温度值，℃;

　　tsl——标准黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;

　　tcl——被校黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;

　　tsr——比较用耳/额温计测量标准黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃;

　　tcr——比较用耳/额温计测量被校黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃;

　　8 校准结果表达

　　经校准的数字温度计发给校准证书，校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包含以下信息：

　　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)，页码及总页数的标识;

　　e)客户名称和地址;

　　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)对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;

　　m)对校准规范的偏离和说明;

　　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

　　建议复校时间间隔为 1 年。复校时间间隔的长短取决于其使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素，使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间。

　　附录 A

　　典型耳/额温计黑体空腔尺寸

　　耳温计黑体空腔尺寸如附图 A.1 所示，空腔开口直径为 10mm ，壁厚 2mm或更小。空腔内壁表面采用喷砂工艺形成漫射面，涂高发射率漆提升空腔发射率。等温腔体条件下，8μm～14μm波长范围发射率大于 0.999。

　　额温计黑体空腔尺寸如附图 A.2 所示，空腔开口直径为 50mm，壁厚 2.5 mm或更小。空腔内壁表面采用喷砂工艺形成漫射面，涂高发射率漆提升空腔发射率。等温腔体条件下，8μm～14μm波长范围发射率大于 0.997。

　　注：采用蒙特卡罗建模计算的方法确定黑体空腔的有效发射率，它是基于光线追踪算法进行建模，即腔壁间的辐射换热， 以及从黑体到辐射探测器的辐射传播射线。

　　耳/额温计黑体空腔腔体材料采用电解铜或紫铜，通过法兰以垂直或水平方式安装在液槽内，应将空腔工作部分完全浸没于液槽工作区域，空腔各部件连接处做密封处理。

　　法兰与空腔本体接触部分应采用绝热材料以减小腔体与环境之间换热。

　　作为标准器使用的标准铂电阻温度计的测点位置应设置在耳/额温计黑体空腔周围的液槽工作区域内。

　　图 A. 1 耳温计黑体空腔结构 图 A.2 额温计黑体空腔结构

　　附录 B

　　测量不确定度评定示例

　　耳温计黑体空腔亮度温度示值误差测量结果的不确定度评定

　　B.1 概述

　　被校对象为红外耳温计黑体空腔，测量范围为(35～42)℃ , 分辨力 0.01℃。

　　采用标准黑体辐射源、二等标准铂电阻温度计作为标准器，比较用耳温计、恒温槽和测温电桥作为配套设备，评定红外耳温计黑体空腔在 35℃时亮度温度示值误差的不确定度。

　　B.2 测量模型

　　Δtc = tcn _ ts + (tsl _ tcl) + (tcr _ tsr)

　　式中：

　　∆tc——被校黑体辐射源的亮度温度值，℃;

　　tcn——标准黑体辐射源的亮度温度值，℃;

　　ts——设定温度值，℃;

　　tsl——标准黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;

　　tcl——被校黑体辐射源参考温度计示值平均值，℃;

　　tsr——比较用耳/额温计测量标准黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃;

　　tcr——比较用耳/额温计测量被校黑体辐射源的亮度温度示值平均值，℃。

　　B.3 灵敏系数

　　因采用对比法进行比较测量，故将(tcn-ts)、(tsl-tcl)与(tcr-tsr)分别看作

　　一个不确定度来源，三者的灵敏系数均为 1。

　　B.4 标准不确定度来源

　　B.4.1 输入量(tcn-ts)引入的标准不确定度 u(tc)

　　标准黑体辐射源的亮度温度值由溯源引入。 B.4.2 输入量(tsl-tcl)引入的标准不确定度u(tl)

　　被校黑体辐射源参考温度与标准黑体辐射源参考温度测量方法与标准一致，输入量(tsl-tcl)引入的不确定度来源于二等标准铂电阻、电测设备、黑体发射率、

　　恒温槽等计量标准器引入的不确定度u(tl) 由以下 7 个分量构成：

　　1)二等标准铂电阻温度计量值溯源引入的标准不确定度u1 (tl);

　　2)标准铂电阻温度计水三相点电阻值变化引入的标准不确定度u2 (tl)

　　3)二等标准铂电阻温度计自热引入的标准不确定度u3 (tl)

　　4)电测设备测量误差引入的标准不确定度u4 (tl);

　　5)黑体与耳温计探头发射率引入的标准不确定度u5 (tl);

　　6)恒温槽温度均匀性引入的标准不确定度u6 (tl);

　　7)恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u7 (tl) 。

　　B.4.3 输入量(tcr-tsr)引入的标准不确定度u(tr) 。

　　测量标准黑体辐射源的亮度温度与测量被校黑体辐射源的亮度温度均为同一只比较用耳温计，因此输入量(tcr-tsr)引入的标准不确定度来源于比较用耳温计测量引入的不确定度，分析以下两部分取较大值：

　　1) 比较用耳温计读数分辨力引入的标准不确定度u1 (tr) ;

　　2) 比较用耳温计测量重复性引入的标准不确定度u2 (tr) 。

　　B.5 标准不确定度的评定

　　B.5.1 标准黑体辐射源的亮度温度值引入的不确定度 u(tc)

　　u(tc)是由溯源结果引入的不确定度，U=0.017(k=2)，则：

　　u(tc)=0.017℃/2=0.0085℃

　　B.5.2 输入量(tsl-tcl)引入的标准不确定度u(tl)

　　B.5.2.1 标准铂电阻温度计量值溯源引入的标准不确定度u1 (tl)

　　35℃时二等标准铂电阻温度计的不确定度为 U= 1.6mK(k=2)，则：

　　u1 (tl)= 0.0008℃

　　B.5.2.2 二等标准铂电阻温度计水三相点电阻值变化引入的标准不确定度u2 (tl)

　　按标准铂电阻温度计检定规程要求，需经常测定标准器的水三相点电阻值，并使用新测得值计算，水三相点测得值的不确定度为 U= 1.2mK(k=2)则：

　　u2 (tl)= 1.2/2=0.0006℃

　　B.5.2.3 二等标准铂电阻温度计自热效应引入的标准不确定度u3 (tl)

　　按标准铂电阻温度计检定规程要求，温度计自热不得超过 4mK ，该分量已包含在中u1 (tl) ，可忽略不计。

　　B.5.2.4 电测设备测量误差引入的标准不确定度u4 (tl)

　　标准铂电阻温度计和测温电桥配套使用，测温电桥最大相对误差±1×10-5 ，测量结果引入的标准不确定度u2 (tsl)采用B 类方法评定，根据标准器在不同温度下的标称电阻值 R(35℃时约为30Ω) , 可以计算出由此引入的不确定度，按均匀分布处理，则：

　　u4 (tl)=(1×10-5 ×R×10)/ ·3 =0.0017℃

　　B.5.2.5 黑体与耳温计探头发射率引入的标准不确定度u5 (tl)

　　黑体与耳温计探头发射率引入的不确定度可参照 JJG1164-2019《红外耳温计检定规程》附录 B 的评定结果，取评定最大值：

　　u5 (tl) =0.004℃

　　B.5.2.6 恒温槽温度均匀性引入的标准不确定度u6 (tl)

　　根据规范要求，铂电阻温度计浸没深度不小于 200mm ，该位置水平温场均匀性要求为 0.005℃ , 采用B 类方法评定。按均匀分布处理，则：

　　u6 (tl) =0.005/√3=0.0029℃

　　B.5.2.7 恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u7 (tl)

　　根据规范要求，其温度波动性为 0.01℃/10min，采用B 类方法评定。按均匀分布处理，则：

　　u7 (tl) = 0.01/ 3 =0.0058℃

　　B.5.2.8 由于u(tl) 的七个分量相互独立，则：

　　u(tl) = u + u + u + u + u + u + u =0.0085℃

　　B.5.3 比较用耳温计测量引入的不确定度u(tr)

　　B.5.3.1 比较用耳温计读数分辨力引入的标准不确定度u1 (tr)

　　采用 B 类方法评定，比较用耳温计的读数分辨力 0.01℃ , 则不确定度区间半宽为 0.005℃ , 按均匀分布计算，则：

　　u1 (tr) = 0.005 / 3 =0.0029℃

　　B.5.3.2 比较用耳温计测量重复性引入的标准不确定度u2 (tr)

　　采用A 类方法评定。本次评定选用分辨力为 0.01℃的比较用耳温计，以红外耳温计黑体空腔在 35℃时为例，将被校黑体空腔放置于液体恒温槽内，待稳定后，使用比较用耳温计测量被校黑体辐射源的亮度温度值，读取其示值，重复测量 10 次如下表：

　　测量重复性引入的不确定度可按照贝塞尔公式计算：

　　按照规范要求采用“标准→被校→被校→标准”顺序测量，每支比较器重复两遍取平均值，共 3 支比较器，即被校黑体辐射源的亮度温度值以 12 次测量值的平均值作为测量结果，则：

　　u2 (tr) = s / 12 =0.002℃

　　B.5.3.3 比较用耳温计读数分辨力引入的标准不确定度u1 (tr)大于重复性引入的标准不确定度u2 (tr) ，则取u1 (tr) 的值作为输入量引入的标准不确定度u(tr) ，则：

　　u(tr) =0.0029℃

　　B.6 合成不确定度

　　表 B. 1 亮度温度示值误差不确定度分量汇总表

　　输入量u(tr) 、u(tl)相互独立，则合成标准不确定度为：

　　C.7 扩展不确定度

　　取包含因子k=2 ，则扩展不确定度为

　　U=2×0.01=0.02℃

　　附录 C

　　校准原始记录参考格式

　　单位：℃

　　附录 D

　　校准证书内页参考格式

　　1 、外观：□符合 □不符合： ;

　　2 、亮度温度：

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