JJF(浙) 1126-2016 风速变送器校准规范.pdf
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1、 (浙) 浙 江 省 地 方 计 量 技 术 规 范 JJF(浙浙)112611262012016 6 风速变送器风速变送器校准规范校准规范 Calibration Specification for Wind Speed Transducer 2016 6- -0303- -1616 发布发布 2016 6- -0404- -2020 实施实施 浙 江 省 质 量 技 术 监 督 局 发发 布布 JJF(浙浙) 11262016 风速变送器校准规范 Calibration Specification JJF(浙)1126-2016 for Wind Speed Transducer 归 口
2、单 位:浙江省质量技术监督局 主要起草单位:浙江省计量科学研究院 参加起草单位:温州市计量技术研究院 本规范由浙江省计量科学研究院负责解释 JJF(浙浙) 11262016 本规范主要起草人: 夏海雷(浙江省计量科学研究院) 周连琴(浙江省计量科学研究院) 成英淑(浙江省计量科学研究院) 寿文杰(浙江省计量科学研究院) 参加起草人: 林 雁(温州市计量技术研究院) JJF(浙浙) 11262016 引 言 . 1 1 范围 . 2 2 引用文献 . 2 3 概述 . 2 4 计量特性 . 2 4.1 测量误差 . 2 4.2 外观 . 2 5 校准条件 . 3 5.1 校准用仪器设备 . 3
3、5.2 校准环境条件 . 3 5.3 供电电源 . 3 6 校准项目和校准方法 . 4 6.1 校准项目 . 4 6.2 校准方法 . 4 7 校准结果表达 . 5 8 复校时间间隔 . 6 附录 A 标准风速计算方法 . 7 附录 B 风速变送器校准原始记录 . 8 附录 C 校准证书内页格式 . 11 附录 D 测量不确定度评定实例 . 12 JJF(浙浙) 11262016 1 引 言 引 言 JJF 1071国家计量校准规范编写规则 、JJF 1001通用计量术语及定义 、JJF 1059测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范编制工作的基础性系列规范。 风速变送器校准规范 是基于风速
4、变送器主要技术参数实验测试的基础上进行编制的,并参考了现行的风速变送器相关的技术标准:JJG 431-2014DEM6 型轻便三杯风向风速表 、JJG(建设)0001-1992热球式风速仪 。 JJF(浙浙) 11262016 2 风速变送器校准规范 1 范围 本规程适用于测量上限不超过 30 m/s 的风速变送器(以下简称变送器)的校准。 2 引用文献 本规范引用下列文件: JJG 431 DEM6 型轻便三杯风向风速表 JJG(建设)0001 热球式风速仪 JJF 1059 测量不确定度评定与表示 JJF 1071 国家计量校准规范编写规则 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范
5、;未注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。 3 概述 变送器主要由风速传感器、测量电路、运算放大电路、信号转换电路等组成,风速传感器一般采用风速三杯或者热球式等原理,将风速信号转化为电信号。除具有测量信号转换功能外,部分变送器还具有测量值本地显示功能,它主要由 A/D 转换电路、显示电路及液晶数字显示器组成。 变送器的基本工作原理如下:风速传感器感受到环境风速的变化,输出相应的电信号,输入相应的测量电路转换成电压信号,经线性校正、放大后输入信号转换电路,分别转换成标准直流信号。 变送器输出的标准直流信号一般有 (010) mADC、 (420) mADC、 (05)
6、VDC、(110)VDC 和(15)VDC 等。 4 计量特性 4.1 测量误差 变送器的计量特性为风速的测量误差。 4.2 外观 4.2.1 变送器表面不得有影响计量性能的缺陷; 4.2.2 变送器带数字显示时应显示清晰、 无缺笔划、 闪烁等影响读数的缺陷, 附件完整,各功能键操作正常; JJF(浙浙) 11262016 3 4.2.3 变送器外形结构应完好,铭牌应标明制造厂名(或商标) 、产品名称、型号规格、准确度等级或允许基本误差、 出厂编号、 测量范围、 与测量范围相对应的输出信号范围、出厂日期。 5 校准条件 5.1 校准用仪器设备 校准装置的不确定度应不超过被校变送器允差的 1/3
7、,校准时所需的标准仪器及设备见表 1 所示。 表 1 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 1 补偿式微压计 准确度等级:一等 测量范围: (01500)Pa 测量标准,也可选择满足要求的其他测量标准 2 数字微压计 测量上限不低于 700Pa,最大允许误差不超过0.5Pa。 3 皮托管 L 型皮托静压管系数 K 应在 0.9981.004 之内 4 数字直流 电流表 (030)mA, 0.05 级及以上 5 数字直流 电压表 (050)V,0.05 级及以上 6 风洞 调速范围: (0.430)m/s 工作段内气流的稳定性(1 min)应优于 0.5% 工作段内气流的均匀性优于 1% 提供风速
8、源 7 气压计 MPE:1.0hPa 工作室大气压力测量 8 温湿度计 温度 MPE:0.5;湿度 MPE:8%RH 工作室温湿度测量 9 负载电阻 250 ,0.01 级。 变送器输出负载 10 直流电源 双路 (030) V 可调,输出直流电压纹波1%。 提供直流电源 11 交流稳压电源 输出 220 V,1 kVA 提供交流电源 5.2 校准环境条件 a)环境温度: (1530); b)相对湿度:不大于 85RH; c)当电测设备对环境条件另有要求时,应满足其规定要求。 5.3 供电电源 按照变送器和电测量仪器电源要求进行配置。 JJF(浙浙) 11262016 4 6 校准项目和校准方
9、法 6.1 校准项目 变送器的校准项目为:风速测量误差。 6.2 校准方法 6.2.1 校准线路 变送器的校准线路图见图 1、图 2 所示, (其中 V 代表风速信号输出端,V+代表变送器正极端,GND 代表变送器接地端) 。 图 1 输出标准直流电流信号的变送器的校准线路图 图 2 输出标准电压信号的变送器的校准线路图 JJF(浙浙) 11262016 5 6.2.2 风速测量误差的校准 6.2.2.1 调整好微压计的水平状态及零位。 6.2.2.2 把变送器的传感器放置在风洞工作室几何中心位置,风向标对准进风口。 6.2.2.3 读取室内气压、温度和相对湿度值。其中,气压估读到 0.1hP
10、a,温度估读到0.1,相对湿度读到 1%。 6.2.2.4 风速校准点可以选择为 1 m/s、5 m/s、10 m/s、15 m/s、20 m/s、25 m/s、30 m/s或者按照客户要求。当风洞的风速值达到校准风速点并稳定后,分别读取微压计的测量值和数字直流电流表(或电压表)的测量值。 若气流有波动, 在数字直流电流表(或电压表)读数期间,对微压计按均匀时间间隔进行三次读数。 6.2.3 标准风速计算 根据示值误差检定时测得的空气温度、湿度、气压和微压计示值计算出各检定点的标准风速(计算方法见附录 A) 。 6.2.4 风速测量误差的计算 6.2.4.1 以风速值表示的误差按公式(1)计算
11、: min2maxminminmaxminXOOAAvAOO (1) 式中:2以风速值表示的变送器输出值的误差,m/s; XO在各风速校准点上数字电压表或电流表测得的变送器输出值,mA 或 V; v 测得的标准风速值,m/s; minmaxOO、变送器输出信号的上限值和下限值,mA 或 V; minmaxAA、变送器风速测量范围的上限值和下限值,m/s。 7 校准结果表达 校准结果应在校准证书或校准报告上反映。校准证书或报告应至少包括以下信息: a) 标题,如“校准证书”或“校准报告” ; b) 实验室名称和地址; c) 进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准) ; d) 证书或报告的唯一性
12、标识(如编号) ,每页及总页数的标识; JJF(浙浙) 11262016 6 e) 送校单位的名称和地址; 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受日期; h) 如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对抽样程序进行说明; 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) 风速测量的校准结果,及其扩展不确定度和包含因子的说明; m) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期; n) 校准结果仅对被校对象有效的声明; o)
13、未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明; p) 必要时,对校准结果的意见或解释,或者是有关被校对象的使用指南等。 8 复校时间间隔 根据变送器的使用重要程度、使用要求、环境条件等因素决定其复校时间间隔,但为了确保变送器在其规定的技术性能下使用,一般应在校准后的一年内进行复校。 JJF(浙浙) 11262016 7 附录 A 附录 A 标准风速计算方法 A.1 用风洞试验段内的空气温度按公式(A.1)计算出饱和水汽压: TDCBTATweke2 . . .(A.1) 式中: weT温度下的饱和水汽压,Pa; T试验段内空气温度,K; k=1Pa; A、B、C、D 均为常数,其值如下:
14、A = 1.237884710-5K-2 B = -1.912131610-2K-1 C = 33.93711047 D =-6.3431645103K A.2 用风洞试验段内的空气温度、相对湿度和气压值按公式(A.2)计算出空气密度。 )378. 0(11048353. 303wHePT. . .(A.2) 式中: T试验段内空气温度,K; 0P试验段内气压,Pa; H试验段内空气相对湿度,用小数表示; weT温度下的饱和水汽压,Pa。 A.3 再将空气密度值和微压计示值代入公式(A.3)计算出标准风速值。 pv2 . (A.3) 式中: v标准风速,m/s; 空气密度,kg/m3; p微压
15、计示值,Pa; 皮托管校准系数。 JJF(浙浙) 11262016 8 附录B 风速变送器校准原始记录 被校设备名称: 型号: 器号: 制造厂名称: 校准前状态: 校准后状态: 委托方名称: 地址: 校准依据: 校准地点: 测量范围: 输出信号类型及量程: 大气压 P(hPa) : 温度 T() : 相对湿度 H(%) : 校准点 微压计读数(Pa) 标准风速(m/s) 被校表输出 电量值 ( ) 实测电量转换成风速值 (m/s) 测量误差(m/s) 1 2 3 平均值 校准所用仪器设备 序号 名 称 设备编号 型 号 准确度等级 证书号 有效期限 使用前状态 使用后状态 测量不确定度的分析与
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