JJF（鲁）207-2024土壤墒情监测仪校准规范.docx

srg,F山东省地方计量技术规范JJF(»2072024土壤墙情监测仪校准规范Ca1.ibnitionSpecificationforSoi1.MoistureMonitoringInstniments20240809发布2024-09-01实施山东省市场监督管理局三JJF(*)2072024土壤埔情监测仪校准规范Ca1.ibrationSpecificationforSoi1.MoistureMonitoringInstniments归口单位：山东省力值硬度计量技术委员会主要起草单位：山东省水文计量检定中心参加起草单位：山东省水文中心山东省海河淮河小清河流域水利管理服中心山东省计量科学研究院东方智感（浙江）科技股份有限公司本规范委托山东省力值硬度计量技术委员会负责解释.本规范主要起草人：高伟（山东省水文计量检定中心）衣学军（山东省水文中心）窦俊伟（山东省海河淮河小清河流域水利管理服中心）参加起草人：姜松燕（山东省水文计量检定中心）高凤仪（山东省水文计量检定中心）王安义（山东省计量科学研究院）黄思源（东方智感（浙江）科技股份有限公司）目录引言(I)I范围(1)2引用文件(I)3术语和计量单位(1)3.1 术语3.2 计址单位(2)4概述5计量特性(3)5.1 最大允许误差(3)5.2 测量重究性(3)6校准条件(3)6.1 环境条件(3)6.2 测量标准及其它设备(3)7校准项目和校准方法(4)7.1 校准项目(4)7.2 校准方法(4)8校准结果表达(6)8.1 校准证书(6)8.2 原始记录(7)9纪校时间间隔(7)附录A校准原始记录参考格式(8)附录B校准证书内页参考格式(9)附录C土壤墙情监测仪示值误差校准结果的不确定度评定示例(IO)引言JJF1071-2010C国家计量校准规范编写规则、JF1059.1-2012测量不确定度评定与表示、JJF1001-2011通用计量术语及定义共同构成支掾本校准规范制定工作的基础型系列规范。本规范系首次发布。II土壤墉情监测仪校准规范1范Bi本规范适用于频域反射法、时域反射法、电阳法原理土壤墙情监测仪（以下简称监测仪）的校准。2引用文件JJG205-2005机械式温湿度计GB/T28418-2012土塘水分（墙情）监测仪器基本技术条件GB.T50095-2014水文基本术语和符号标准S1.I10-2014切上环刀校验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（包括所有修改革），适用于本规范。3术语和计单位3.1术语3.1.1土壤水分（端情）监测仪器SOi1.moisture-monitoringinstrument一种用以测量植物根系层上填水分（埔情）含量的仪器。来源：GBT28418-2012,3.13.1.2频域反射法frequencydomainrcf1.cctomctry根据土壤中的水和其他电介版介电常数之间的差异的原理并采用频域反射测试技术测量上填含水量的方法。来源：GB/T28418-2012,3.23.1.3时域反射法timedomainref1.ectonietry根据土城中的水和其他电介质介电常数之间的差异的馀理并采用时域反射测试技术测量土壤含水量的方法。来源：GBT28418-2012,3.33.1.4电阻法resistancemethod根据上堆电阻大小与土填含水量相关关系的原理并采用土壤电阻测试技术测量土壤含水量的方法。来源：GB/T28418-2012,3.63.1.5土壤含水量soi1.watercontentIJF(鲁)207-2024105C±2'C烘干至恒重时失去的水量，以总位质量干土中水的质量或单位土壤总容积中水的容积表示。来源：GBzT5(X)95-20142.13.53 .1.6±康体枳含水量soi1.WaterCOCnCntbyvo1.ume土壤样品中水的体积与土壤样品总体积的比值。来源:GB/T50095-2014,2.13.5.23.2计房单位体积(cm3)；体枳含水量(cmVcm%).44.1 用途监测仪主要用丁测量土壤中的水分含量，按测量原理一般可分为领域反射法仪器、时域反射法仪器、电阻法仪器等，按工作方式可分为便携式与固定埋设式两类。4.2 组成便携式监测仪主要包括供电电源、测域主机(信号发生器、数据采集模块、数据处理模块、人机交瓦模块)、数据接收平台和传感元件。可用于移动培情自动监测。组成示意图见图1。测量主机131便携螂测网打必J逮图固定埋设式监测仪主要包括供电电源、测fit主机(信号发生器、数据采集模块、数据处理模块）、远程控制通信模块、数据接收平台和传感元件。组成示意图见图2。WW7Crr以站定理快状I远程控.，信融I数据卤攵平台图2固定埋设式监测仪组成示意图t三W1x5.1 最大允许误差与烘干法比较，体积含水量在3%10$时，最大允许误差±5$;在15%、25%时，最大允许误差±2.5%;在35%45%时，最大允许误差：±5轧5.2 测量重熨性测量重更性应不大于2%。注：以上数据仅供参考，不作为合格判据.6雌筵6.1 环境条件宜在下列室内环境条件下进行校准：a）温度：Ob30C;b）湿度：不大于95%RH.6.2 测试标准及其它设；JJF（»207-2024表I1.Hk标盘及其他设备序号设备名称测豉范困技术要求1电子天平(0-5000)X准确度等级不低于11级2环刀100cm,尺寸应涵足S1.HO£切土环刀校验方法13温遑度计温度：(0-30)-C湿度：(3090)%RH海度川人允许误差：±2,C湿度最大允许误差：±三4烘箱室温一I50"C温度最大允许误差：±2C5土壤筛2rm1rwn尺寸平均假整：±0.07三尺寸平均仅差：±0.0311m注：也可采用满足测Ift不确定我要求的其他测量设备进行校准.7校准项目和校准方法7校准项目表2校港项目序号校准项目1外观2最大允许误差3测麻理宓性6.3 校准方法72.1外观目测检查仪器设备外观有无瑕疵、缺损,铭牌标识、附件是否完整.7.2.2最大允许误差7.2.2.1土样选取a）上样选取可根据校准需要选用不同质地的上壤，主要包括砂上、壤上、黏土等土壤：b）土样宜选用理化性状较为稳定，一致性较好，便下实际校准时保持同一基准条件的土壤。7.2.2.2 上样预处理取足域的土壤去除根系、杂草、砾石等杂质平铺在阴凉通风处并晾干，将土碾碎，碾碎后土壤颗粒宜不大于5mm将碾碎后的土壤放入电动振筛机中（上层筛孔径为2mm.卜层筛孔径为Imm）.过筛后获得备用土样。7.2.2.3 制备特定含水量土样a）校准时，应制备不少于3组含水量的标准土样，对应体积含水盘区间为3%-10%,15%-25,35%45%,对于饱和含水量较低的土壤，土样含水度制备到饱和即可；b）制番前根据监测仪尺寸选择相应直径、高度的圆柱形容渊，确定需要配置的土柱直径、土柱高度，并计算土柱体积：c）根据上填的容承、上柱体积和目标体枳含水St区间，计免所需水和需用土壤重鱼:d）用电子天平分别称取所需重量的水和备用土壤：e）将称取的水和备用土壤混合并机械搅拌均匀，放入密封容器中平衡24Iu7.2.2.4±柱装填预制含水量土样静置24h后，取出搅拌均匀，分多层装填。每层装入的土样量依据分层数量平均分配土样，分层压实。压实土样应保持压实均匀性，装填完成后应用保鲜膜将土样容器口密封，防止水分蒸发。管式仪应在土柱装填过程中提前置入土样容器，针式仪器可在测域时插入土样，记录被校仪器示值，测显3次，记入原始记录中。每组预制含水量土样均重复以上步骤。7.2.2.5±样取样仪曙数据采集完成后，在标准土样内选取不少于3处（位置应互成120°,介于容器壁与监测仪安装位置之间）未经扰动过的土堆位置：将环刀刃口向卜放在土样上，垂直向下压，至土样高于环刀上刀U,使用削土刀削去两端土并修平,取出土样放入铝盒中,用电子天平及时称取土样质量。7.2.2.6上样烘干将称克后的上样和铝盒一起放入烘箱中烘干，烘箱温度应设置在105'C,烘干8h后,将土壤样品置带有干燥剂的干燥器中冷却至室温,每个试样称重1次.7.2.2.7数据处理示值误差按照公式（1）计算，(1)00%式中：8相时示值误差（$）；0一每组预制含水量土样n次测量值的平均值（%）,n>3;。烘每组预制含水量I：样的标准体枳含水傲（）,取3处预制上样体积含水量的平均值，每处标准土样体积含水量应按公式（2）计算。%=上詈川叱（2）PkV式中：InI为烘干前上的重量，g；M为烘干后土的重量，g；P水水的密度，gcmV为取样的土壤样品总体积，cm，。7.2.3测量重发性测量重复性根据极差法求得，按公式（3）计算。取3组土样中里复性最大值做为被校仪器的重复性”J（j）*rx三C式中:S（X）一测段垂复性，;Xmax一一每组土样中被校仪器示值最大值.%：Xmin一一每组土样中被校仪器示值最小值，%;C一一极差系数.测量次数n=3时C为1.69。8校准结果表达8.1 校准证书校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实脸室名称和地址：c）进行校准的地点（如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：JJF（鲁）207-2024f）被校仪涔的描述和明确标识，如名称、制造商、型号规格、编号等：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，应说明被校对以的接收日期：h）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号：i）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明：j）校准环境的描述：k）校准结果及其测证不确定度的说明：D校准方法如与校准规范有偏熟，应说明；m）校准证书校准人和核验人的签名，签发人的签名、职务或等效标识：11）校准结果仅对被校仪器有效的声明；o）未经实验室出面批准，不得部分豆制证书的声明。校准证书内页参考格式见附录B。8.2 原始记录校准结果应在原始记录上反应，原始记录应包括校准证书上所有信息。原始记录参与格式见附录A。9黛校时间间N1.殂议纪校时间间隔不超过年。注：It1.于更饼悯I诩册张艘由仪器的f姗情况、的晡、仪器本身质嫡尚因素所决定的，因此送校单位也可根据实际使曲软自生决定复枕忖间间隔。如果对仪器的监测数据例凝问或仪器修理后应对仪器!端校准。IIFQ)207-2024附录A校准原始记录参考格式委托单位：单位地址：联系电话：证书编号：校准地点：仪器名称：型号规格：仪器编号:生产单位：校准依据：温度：湿度：校准所使用的主要测量仪器：名称测量范围不确定度/准确度等或/最大允许误差证书嫡号潮源机构校准时间：校准员：核验员:外震校准记录序号技术要求校准情况I标准体枳含水量校准记录洋号烘干前土样质St(g)烘干后土样质址(g)土样中水的质量水的密度(gc11,)土样体积(cm,)的次测显体枳含水Ja獭标准体积含水垃闾123KttWttJUKM性校准记录序号标准体枳含水fit(%)测一盘)平均测吊做(%)相对误差(%)点复性(%)123123示他误差校准结果的不确定度:以卜为空白附录B校准证书内页叁考格式校准所使用的测t仪器:名称测收范围不确定度/准确度等级以及大允许误差证书编号溯源机构备注；本次校准所使用的主要标准器(或标准装置)均溯源至国家计吊批准校准地点I温度:湿度：校准结果外观序号技术要求校准情况1序号标准体积含水量(%)测仪值6)平均测量值(%)示值误苦(%)重纪性(%)23123东值误差校准结果的不确定度:以下为空白*未经本单位I湎批抽不得部分复印此证氏附录C土壤堵情监测仪示值误差校准结果的不确定度评定示例C.1校准方法概述电广天平称得的土塘中水的重量与水的褥度的比值作为样品中水的体积，其与上填样品的总体枳的比值作为标准上壤体积含水量，与被校仪器示指作比较.计算两者之间的误差。C.2测盘模型<J=4-0*_100.-4jr-x1.00%式中：6绝对误差,%;O一被校仪器示值，%；Dm标准值，%：11-烘干前土样的重量，g；012铁干后土样的常量，K：V一所取土样的总体枳，cmtPk-水的密度，g/cm):m-所取上样中水的电量，g;d一环刀内径，cm;h环刀冏度cm。不确定度传播律公式为：ui()=ctr()+c2u2(d)+c3tt2（三）-c4u2(n)+csu2(p)式中：uc(B)一相对误差的合成标准不确定度；u(0i)-被校仪器示值引入的标准不确定度：u(d)-环刀直径误差引入的标准不确定度：u（三）-环刀高度误差引入的标准不确定度：u(m)-上样中水承量测量引入的标准不确定度:u(p水)一水的密度变化引入的标准不确定度；CKC2,C3.C4,Cs-灵敏系数：由传播律公式可得：CI=I;8d>p,nd'hX100%00%-rx%；O.11dIi100%C.3不确定度来源和不确定度分量评定根据测St模型可知，不确定度来源主要由被校仪器引入的不确定度分量和标准值测量引入的不确定度分量构成。其中标准值冽址引入的不确定度分量来源主要由土样中水的重量的测量以及环刀体积误差构成。C.3.1被校仪器引入的标准不确定度分量U(Oi)被校仪港引入的标准不确定度分量主要由重复性测盘和仪器分辨力引入,C.3.1.1重复性测敏引入的标准不确定度5(0)采用A类方法进行评定.选择一台用情监测仪，选择土堞含水量约为16.70%的样品作为测试点，按照重复性条件测量10次,得到的测量结果为:序弓2345678910测聂的16.81.017.316.817.416.917.517.617.116.9由上表可得，平均值：0=17.1依据贝塞尔公式可得：单次测及值的实验标准偏差为产M上0.30%实际测及时,要求取3个上样测绘取平均值，所以：M1.（八）-0.18%.C.3.I.2被校仪器分辨力引入的标准不确定度%(Oi)被测仪器的分辩力为01乐区间半宽为005%,假设均匀分布.则：U2(M)-甯=0.03%.C.3.I.3被校仪器引入的相对标准不确定度U(（三）由于U2(Oi)<U(0,),所以U2(Oi)忽略不计，即：U(Oi)=Uj(Oi)=O.18%,C.3.2环刀内径误差引入的不确定度分量u(d)由S1.I10-2014切土环刀校验方法可知，所用环刀的内径d最大允许误差为±0.08%则区间半宽为0.08r按照均匀分布，其引入的相对标准不确定度为：Ed)=O.08%卜'3=0.05%,u(d)=ur(d)×d=0.025mmC.3.3环刀高度误差引入的不确定度分量u（三）由S1.I10-2014I切土环刀校脸方法可知，所用环刀的高度h最大允许误差为+0.25%,则区间半宽为0.125%,按照均匀分布，其引入的相对标准不确定度为：ur（三）=O.I25%3=0.07%.i(1.)=ih)×h=0.035minC.3.4土样中水的重量的测量引入的不确定度分量u(Zm)上样中水的IR量通过分别测量烘干前上样的蛆量和烘干后上样的电量.计算差值得到，所以其标准不确定度主要由重发性测量和天平的最大允许误差引入。C.3.4.1重量的重笈性测量引入的标准不确定度UI(加采用A类方法进行评定。选择含水量约为16.7Si的样品作为校准点，按照求复性条件,通过连续测量10次得到观测列(见下表)，计克差值,得：序B2345678910烘干前(g)175.39175.41175.38175.42175.40175.41175.41175.40175.42175.39烘干后(g)159.24159.23199.13159.10159.26159.14159.24159.18159.17159.20差值(g)16.1516.1816.2516.3216c1416.2716.1716.2216.2516.19由上表可得，TO©：m=1621.g依据贝塞尔公式可得：Jm-Jm)j单次测量值的实验标准偏差为-0.06g.实际测批时，要求取3个上样测量取平均值，所以：mi(Jm)="0.04gC.3.4.2天半误差引入的标准不确定度U?(m)核恸1的电伍平检定分度值QO1.g准确度微级，由电保K检定规程可知，本次测量质量均在50Qg以下，所以其最大允许误差为±00区间半宽为0.05g,按照均匀分布，JHiJ:u21.(m)=0.05g,3=0.03g.实际测量中,需要用电子天平分别测量烘干前市属和烘干后重量,所以其引入的标准不确定度为:JJF(件)207-2024u2(4m)=2×u21.(m)=O.O42goC.3.4.3土样中水的重量的测嵬引入的相对标准不确定度分量u(Z!un)由以上可得：u(4m)=yu2(4n)+U2(4n)=0.06g<.C.3.5水的密度变化引入的不确定度分量U(P水)实际测量过程中，温度的变化盘很小，所以水的密度的变化成可忽略不计,因此其引入的标准不确定度也可忽珞不计。C.4输入卡的标准不确定度汇总表标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度CC1.u(X,)U(O)帔校仪器引入的标准不确定度0.18%10.18%u(d)环刀内径误差引入的标准不确定度0.0025cm0.065cm-'X1000.02%u（三）环刀探度误差引入的标准不确定度0.0035cm0.033cm-1×100$0.01%u(n)土样中水的更贵的测贵引入的标准不确定度0.06g-0.01g-'×1000.06%U(P水)水的密度变化引入的标准不确定度忽略不计/C.5合成标准不确定度各输入量彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可按下式计算得到:uo8)=c2u2()+c2u2(d)+c3u2（三）+c2u2(4m)=0.19%取0=17.1%则相对合成标准不确定度为:UCm)=UC(6)/17.1%=1.2%。C.6扩展不确定度当0=17.1%,取k=2,则相对扩展不确定度为：Ur=2uer=2.4%。