JJF 2221-2025 導熱系數瞬態測定儀校準規范

范圍
本規范適用于熱線、熱帶、平面熱源、熱橋等類型的導熱系數瞬態測定儀的導熱系數校準。導熱系數測量范圍為(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，溫度范圍為(20~60)°C。

術語
導熱系數  thermal conductivity
在單位時間、單位溫度梯度、單位面積所通過的熱量。單位Wm^-1K^-1。
[來源：JJF 1007-2007, 3.38]
導熱系數參考板  thermal conductivity reference material
在一定條件下，物理性質穩定、用于導熱系數傳遞的參考物質。

概述
導熱系數瞬態測定儀(以下簡稱瞬態導熱儀)的工作原理可追溯至熱線法測量材料導熱系數，即對于各向同性和均勻的被測試樣，從某個時刻開始，熱源以恒定熱流密度加熱被測試樣，受熱試樣的溫度隨時間上升，溫度隨時間的變化率是熱流密度、被測試樣的導熱系數和熱擴散系數的函數。通過測量被測試樣內部某個點的溫度時間變化曲線，可以獲得被測試樣的導熱系數或熱擴散系數。熱線和熱帶這兩種典型的瞬態導熱儀的原理見附錄C。
瞬態導熱儀一般由傳感器及顯示儀表兩部分組成。
瞬態導熱儀通常具有比較寬的導熱系數測量范圍，可以用來測量絕熱材料、有機玻璃以及金屬等各類固體或液體材料的導熱系數。為了保證校準的準確性，校準瞬態導熱儀的參考板的導熱系數應該與被校瞬態導熱儀的某個測量范圍匹配。因此，通常需要采用幾個不同量級的導熱系數參考板校準瞬態導熱儀。

計量特性
瞬態導熱儀測量材料的導熱系數。測量的導熱系數范圍為(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，溫度范圍為(20~60)°C, 導熱系數測量不確定度為5%～10%。

校準條件
環境條件
溫度：(23±5)°C，相對濕度：≤80%。
環境條件應同時滿足標準器及被校儀器使用的相關要求。
工作電源應滿足被校瞬態導熱儀的相關要求。
設備周圍應無強烈振動，應避免陽光直射和其他冷、熱源影響。
導熱系數參考板技術指標
作為瞬態導熱儀校準的導熱系數參考板應各向同性和均勻，具有穩定的熱物理性質(導熱系數量值穩定)，抗拒濕度對導熱系數的影響(不吸濕)，參考板應具有一定溫度范圍的導熱系數參考值對溫度的函數擬合關系式。表1給出了參考板的技術要求。

注：也可以使用其他滿足被校瞬態導熱儀測量試樣尺寸要求并具有溯源的參考板。

校準項目和校準方法
校準項目
瞬態導熱儀的導熱系數示值誤差。
校準方法
校準前的準備
準備一塊或兩塊參考板。如果采用擠塑板作參考板，在校準前參考板應在溫度為(23±5)°C、相對濕度≤60％的環境里放置24h以上。
導熱系數示值測量
根據客戶的要求，確定瞬態導熱儀被校準的溫度點。按照瞬態導熱儀的操作程序，安裝瞬態導熱儀傳感器和參考板，正常運行瞬態導熱儀，測量完成后，記錄瞬態導熱儀測量的溫度t₁和對應的導熱系數示值λ₁。然后取出傳感器，待傳感器和參考板恢復到初始狀態時，重復上述測量步驟，連續測量不少于3次，記錄測量得到的溫度t_i和導熱系數示值λ_i。
數據處理
將溫度t_i，代入參考板導熱系數與溫度函數擬合關系式計算得到對應測量溫度的參考板導熱系數的標準值(λ_S)_i，_i =1,…, N(N為校準測量的次數)。
取測量溫度的平均值為t =∑t_i/N ；導熱系數示值的平均值為λ＝∑λ_i/N，以及參考板導熱系數標準值的平均值為λ_S＝∑(λ_S)_i/N，計算得到的t、λ和λ_S作為溫度、被校瞬態導熱儀導熱系數示值以及導熱系數標準值的校準結果。

校準結果的表達
校準數據
校準證書應給出溫度、被校瞬態導熱儀的導熱系數示值及導熱系數標準值。有數個校準溫度點的情況，可列表給出結果。
溫度值保留至小數點后一位，被校瞬態導熱儀的導熱系數示值及導熱系數標準值保留三位有效數字。校準結果的擴展不確定度以相對值表示，保留兩位有效數字。


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