ĐLVN 358 : 2022 – Nguồn chuẩn nhiệt độ / độ ẩm không khí

Nguồn chuẩn nhiệt độ / độ ẩm không khí

Quy trình hiệu chuẩn ĐLVN 358 : 2022

Temperature / Humidity Generator – Calibration procedure

1 Phạm vi áp dụng

Văn bản kỹ thuật này quy định quy trình hiệu chuẩn nguồn chuẩn nhiệt độ / độ ẩm không khí (sau đây gọi tắt là nguồn chuẩn) có:

• Phạm vi đo nhiệt độ: (5 ÷ 50) °C, độ không đảm bảo đo sử dụng | X_t | ≤ 0,3 °C,
• Phạm vi đo độ ẩm: (10 ÷ 95) %RH, độ không đảm bảo đo sử dụng | X_RH | ≤ 2,5 % RH

dùng để kiểm định phương tiện đo nhiệt độ / độ ẩm không khí.

Ghi chú: Quy trình cũng áp dụng để hiệu chuẩn chuẩn độ ẩm để kiểm định phương tiện đo tự động liên tục các thông số khí tượng thủy văn.

2 Giải thích từ ngữ

Các từ ngữ trong văn bản này được hiểu như sau:

2.1 Độ ẩm tương đối (sau đây gọi tắt là độ ẩm): là tỷ số của áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm trên áp suất riêng phần của hơi nước bão hòa ở cùng nhiệt độ, đơn vị là %RH.

2.2 Nguồn chuẩn: là một hệ thống, trong đó giá trị nhiệt độ, độ ẩm được thiết lập trong dải làm việc với độ chính xác cao, độ ổn định và độ đồng đều trong vùng làm việc theo đặc trưng kỹ thuật của nguồn chuẩn.

2.3 Phương tiện đo nhiệt độ / độ ẩm không khí (sau đây gọi tắt là nhiệt / ẩm kế) là thiết bị dùng để đo và theo dõi nhiệt độ, độ ẩm không khí

2.4 Ẩm kế điểm sương: là thiết bị đo độ ẩm không khí có độ chính xác cao bằng cách đo nhiệt độ điểm sương (dew point) hoặc nhiệt độ điểm băng (frost point).

2.5 Độ ổn định: là thông số của nguồn chuẩn, đặc trưng cho sự thay đổi theo thời gian tại giá trị đặt.

2.6 Độ đồng đều: là thông số của nguồn chuẩn, đặc trưng cho sự thay đổi theo không gian tại giá trị đặt.

2.7 Vị trí đo: là vị trí không gian bên trong nguồn chuẩn có bố trí các đầu đo chuẩn dùng để xác định các thông số nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình hiệu chuẩn..

3 Các phép hiệu chuẩn

Phải lần lượt tiến hành các phép hiệu chuẩn ghi trong Bảng 1.

4 Phương tiện hiệu chuẩn

Các phương tiện dùng để hiệu chuẩn nguồn chuẩn nhiệt độ / độ ẩm không khí được quy định trong Bảng 2.

5 Điều kiện hiệu chuẩn

Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo các điều kiện sau đây:

• Nhiệt độ môi trường: (23 ± 5) ºC;
• Độ ẩm môi trường: ≤ 85 %RH;
• Điện áp nguồn cung cấp phải ổn định để đảm bảo yêu cầu hiệu chuẩn.

6 Chuẩn bị hiệu chuẩn

Trước khi tiến hành hiệu chuẩn phải thực hiện các công việc chuẩn bị sau đây:

• Kiểm tra tình trạng hoạt động của nguồn chuẩn nhiệt ẩm cần hiệu chuẩn theo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất;
• Chuẩn bị các đầu đo nhiệt độ chuẩn, nhiệt kế điểm sương rồi đặt các đầu đo chuẩn vào nguồn chuẩn nhiệt ẩm;
• Các đầu đo chuẩn được đặt cố định phân bố đều trong không gian của nguồn chuẩn nhiệt ẩm, phân bố theo các góc của một hình khối lăng trụ cách các thành của nguồn chuẩn nhiệt ẩm một khoảng cách từ 50 mm đến 60 mm và 1 đầu đo nhiệt độ chuẩn được đặt cố định tại tâm hình học của nguồn chuẩn nhiệt ẩm cùng với ẩm kế điểm sương (xem hình 1);
• Lắp các đầu đo nhiệt độ chuẩn vào thiết bị chỉ thị (hoặc tự ghi) chuẩn theo đúng vị trí các kênh (xem số ghi trên đầu của đầu đo nhiệt độ chuẩn)/ghi nhiệt độ theo các kênh tương ứng.

Hình 1. Sơ đồ bố trí 9 đầu đo nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương

Chú ý:

Việc lắp đặt số các nhiệt kế là 3, 5 hay 9 phụ thuộc vào thể tích của nguồn chuẩn:

• Thể tích nguồn chuẩn ≤  0,1 m³: số nhiệt kế lắp đặt là 3 hoặc 5;
• Thể tích nguồn chuẩn > 0,1 m³: số nhiệt kế lắp đặt là 9.

7 Tiến hành hiệu chuẩn

7.1 Kiểm tra bên ngoài

Kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây:

7.1.1 Ký, nhãn hiệu ghi trên nguồn chuẩn phải rõ ràng, bao gồm: Model thiết bị, số sản xuất, cơ sở sản xuất, phạm vi nhiệt độ, độ ẩm …

7.1.2 Nguồn chuẩn nhiệt ẩm không bị nứt vỡ, hư hỏng, cánh và bảo ôn phải kín.

7.2 Kiểm tra kỹ thuật

Kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây:

7.2.1 Kiểm tra tình trạng hoạt động của nguồn chuẩn khi cung cấp điện áp danh định.

7.2.2 Hệ điều khiển các chức năng của nguồn chuẩn phải hoạt động bình thường.

7.2.3 Bộ chỉ thị hoạt động ổn định, không có hiện tượng thay đổi đột ngột, biến động. Đối với chỉ thị hiện số, các số hiển thị phải rõ nét, không bị mờ hoặc mất nét; đối với chỉ thị tương tự, vạch chia phải còn đầy đủ, không bị nhoè hoặc mất chữ số, kim chỉ thị không bị kẹt.

7.2.4 Các bộ phận khác của nguồn chuẩn nhiệt ẩm hoạt động không có dấu hiệu bất thường.

7.2.5 Kiểm tra quạt đối lưu (nếu có) phải hoạt động bình thường.

7.3 Kiểm tra đo lường

Nguồn chuẩn được kiểm tra đo lường theo trình tự, nội dung, phương pháp và các yêu cầu sau đây:

7.3.1 Quy định chung

7.3.1.1 Số điểm kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm tối thiểu là 3 điểm chia đều trong dải làm việc của nguồn chuẩn, kiểm tra từ điểm nhiệt độ, độ ẩm thấp đến điểm nhiệt độ, độ ẩm cao.

7.3.1.2 Các phép đo được thực hiện khi giá trị của nguồn chuẩn đã ổn định trong 30 phút. Ghi kết quả đo không ít hơn 15 lần tại mỗi điểm kiểm tra, mỗi lần cách nhau không ít hơn 1 phút.

7.3.2. Trình tự kiểm tra tại một điểm:

7.3.2.1. Đặt giá trị của nguồn chuẩn tương ứng với giá trị cần kiểm tra.

7.3.2.2. Sau khi giá trị đặt đã ổn định (theo Mục 7.3.1.2), đọc số chỉ của bộ hiển thị nguồn chuẩn và số chỉ của các giá trị chuẩn (từ đầu chuẩn ở vị trí 1 đến vị trí k) và ẩm kế điểm sương. Trình tự đọc theo thứ tự:

Nguồn chuẩn → ch₁ → ch₂ … → ch₉ → ẩm kế điểm sương → Nguồn chuẩn;

(t_nc → t₁ → t₂ … ………. → t₉ → t_d → t_nc)

Trong đó:

t₁ , t₂ , …, t₉ : Nhiệt độ của nhiệt kế chuẩn thứ 1, thứ 2, …thứ 9 (^oC);

t_d: Nhiệt độ của ẩm kế điểm sương (^oC);

t_nc: Nhiệt độ đọc trên bộ chỉ thị của nguồn chuẩn (^oC);

Từ các nhiệt độ t_i và t_d tính các giá trị độ ẩm tại 9 vị trí trên, tính toán độ ẩm tương đối h_i (%RH) theo công thức:

Trong đó:

e_s (t_d): Áp suất bão hoà của hơi nước ứng với nhiệt độ điểm sương t_d;

e_s (t_i) : Áp suất bão hoà của hơi nước ứng với nhiệt độ t_i.

Các e_s (t_d), e_s (t_i) được tính theo công thức phù hợp với thang ITS-90:

Trong đó:

a₀ = -2,8365744×10³;

a₁ = -6,028076559×10³;

a₂ = 1,954263612×10¹;

a₃ = -2,737830188×10^-2;

a₄ = 1,6261698×10^-5;

a₅ = 7,0229056×10^-10;

a₆ = -1,8680009×10^-13;

a₇ = 2,7150305.

T là nhiệt độ điểm sương hoặc nhiệt độ không khí tương ứng (K).

7.3.2.3 Lần lượt tiến hành đo tương tự đối với các điểm kiểm tra tiếp theo cho đến điểm kiểm tra cuối cùng.

7.3.3 Xử lý kết quả hiệu chuẩn

7.3.3.1 Xác định sai số nguồn chuẩn

a. Sai số nhiệt độ của nguồn chuẩn tại mỗi điểm nhiệt độ kiểm tra được tính theo công thức:

Trong đó:

δt₉: Số hiệu chính của đầu đo nhiệt độ số 9, theo giấy chứng nhận hiệu chuẩn,

t_nc : Giá trị trung bình nhiệt độ của chỉ thị nguồn chuẩn tại mỗi điểm nhiệt độ kiểm tra, tính theo công thức:

b. Sai số độ ẩm tương đối của nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra được tính theo công thức:

h_nc : Giá trị trung bình độ ẩm của chỉ thị nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra, tính theo

công thức:

7.3.3.2 Xác định độ đồng đều của nguồn chuẩn:

a. Độ đồng đều nhiệt độ của nguồn chuẩn tại một điểm được xác định như sau:

Trong đó:

δt_dd: Độ đồng đều nhiệt độ của nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra;

t_i : Nhiệt độ trung bình tại vị trí đo thứ i trong nguồn chuẩn.

b. Độ đồng đều độ ẩm của nguồn chuẩn tại một điểm được xác định như sau:

Trong đó:

δh_dd : Độ đồng đều độ ẩm của nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra;

h_i : Độ ẩm trung bình tại vị trí đo thứ i trong nguồn chuẩn.

7.3.3.3 Xác định độ ổn định của nguồn chuẩn

a. Độ ổn định nhiệt độ của nguồn chuẩn tại một điểm được xác định như sau:

Trong đó:

δt_od: Độ ổn định nhiệt độ của nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra;

t_{i max} ;t_{i min} : lần lượt là nhiệt độ cực đại và cực tiểu trung bình tại vị trí đo thứ i trong

nguồn chuẩn.

b. Độ ổn định độ ẩm của nguồn chuẩn tại một điểm được xác định như sau:

Trong đó:

δh_dd : Độ ổn định độ ẩm của nguồn chuẩn tại mỗi điểm kiểm tra;

h_imax ;h_imin : Độ ẩm cực đại và cực tiểu trung bình tại các vị trí đo trong nguồn chuẩn.

8 Ước lượng độ không đảm bảo đo

Độ không đảm bảo đo của phép hiệu chuẩn nguồn chuẩn được tính toán từ các sai số ảnh hưởng đến các phép đo nhiệt độ khi hiệu chuẩn, được chia thành hai loại: độ không đảm bảo đo của tổ hợp chuẩn và độ không đảm bảo đo của nguồn chuẩn cụ thể như sau:

8.1 Độ không đảm bảo đo của tổ hợp chuẩn:

Độ không đảm bảo đo của tổ hợp chuẩn (u_ch ) gồm các thành phần sau:

• Độ không đảm bảo chuẩn loại A của các nhiệt kế, ẩm kế điểm sương chuẩn:u_ch1
• Độ không đảm bảo của các nhiệt kế, ẩm kế điểm sương chuẩn: u_ch2

Độ không đảm bảo đo chuẩn tổng hợp của tổ hợp chuẩn: u_ch

8.2 Độ không đảm bảo đo cuả nguồn chuẩn: u_bk

Độ không đảm bảo đo của nguồn chuẩn (u_bk ) gồm các thành phần sau:

• Độ không đảm bảo đo chuẩn loại A của nguồn chuẩn: u_bk1;
• Độ không đảm bảo đo tính theo độ đồng đều: u_bk2;
• Độ không đảm bảo đo tính theo độ ổn định: u_bk3;
• Độ không đảm bảo đo theo độ phân giải của chỉ thị nguồn chuẩn: u_bk4.

Độ không đảm bảo đo chuẩn tổng hợp của nguồn chuẩn: u_bk

8.3 Độ không đảm bảo đo tổng hợp: u_c

8.4 Độ không đảm bảo đo mở rộng: U₉₅

Tính với mức độ tin cậy 95 % C.L.; hệ số phủ k = 2.

Thành phần này sẽ được đưa vào chứng nhận hiệu chuẩn của nguồn chuẩn.

Ghi chú: Tính toán chi tiết các thành phần độ không đảm bảo đo xem trong Phụ lục 2.

8.5 Xác định độ không đảm bảo đo sử dụng

– Độ không đảm bảo đo sử dụng về nhiệt độ của nguồn chuẩn: |X_t| = U₉₅ (t) + |Δ_t|;

– Độ không đảm bảo đo sử dụng về độ ẩm của nguồn chuẩn: |X_RH | = U₉₅(RH) + |Δ_RH|.

9 Xử lý chung

9.1 Nguồn chuẩn sau khi hiệu chuẩn nếu có | X_t | ≤ 0,3 ^oC và | X_RH | ≤ 2,5 %RH thì được cấp chứng chỉ hiệu chuẩn (tem hiệu chuẩn, dấu hiệu chuẩn, giấy chứng nhận hiệu chuẩn…) theo quy định.

9.2 Nguồn chuẩn sau khi hiệu chuẩn nếu không đảm bảo độ không đảm bảo đo sử dụng thì không được cấp chứng chỉ hiệu chuẩn mới và xoá dấu hiệu chuẩn cũ (nếu có).

9.3 Chu kỳ hiệu chuẩn của nguồn chuẩn: 12 tháng.

ĐLVN 358 : 2022 full tại đây

Nguồn: Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng