JJF 1640-2017压阻式压力传感器(静态)型式评价大纲-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 6 4 02 0 1 7压阻式压力传感器(静态)型式评价大纲P r o g r a mo fP a t t e r nE v a l u a t i o nf o rP i e z o r e s i s t i v eP r e s s u r eS e n s o r s(S t a t i c)2 0 1 7-0 9-2 6发布2 0 1 7-1 2-2 6实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局压阻式压力传感器(静态)型式评价大纲P r o g r a mo fP a t t e r nE v a l
2、 u a t i o nf o rP i e z o r e s i s t i v eP r e s s u r eS e n s o r s(S t a t i c)J J F1 6 4 02 0 1 7 归 口 单 位:全国压力计量技术委员会 主要起草单位:陕西省计量科学研究院西安交通大学上海皓格集团有限公司 参加起草单位:江西省计量测试研究院 本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:王鸿雁(陕西省计量科学研究院)赵玉龙(西安交通大学)关卫军(陕西省计量科学研究院)吴 浩(上海皓格集团有限公司)参加起草人:赵
3、立波(西安交通大学)韩 飞(陕西省计量科学研究院)张新林(江西省计量测试研究院)J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语(1)4 概述(2)5 法制管理要求(2)5.1 计量单位(2)5.2 准确度等级(2)5.3 计量法制标志和计量器具标识(2)5.4 安装标志(2)5.5 试验样机(2)6 计量要求(3)6.1 准确度等级及最大允许误差(3)6.2 重复性(3)6.3 迟滞(3)6.4 非线性(3)7 通用技术要求(3)7.1 外观(3)7.2 电气性能(4)7.3 零点漂移(4)7.4 温度影响(4)7.5 振动
4、(4)7.6 冲击(5)7.7 静压影响(只对差压传感器)(5)7.8 静态过载(5)7.9 疲劳寿命(5)7.1 0 湿热影响(5)7.1 1 外界磁场影响(5)8 型式评价项目(5)9 试验项目的条件和试验方法(6)9.1 试验条件(6)9.2 试验点(7)9.3 外观(7)9.4 重复性(8)9.5 迟滞(8)J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局9.6 非线性(8)9.7 基本误差(9)9.8 电气性能(1 0)9.9 零点漂移(1 1)9.1 0 温度影响(1 1)9.1 1 振动试验(1 2)9.1 2 冲击试验(1 3)9.1 3 静压影响(只对差压传感器
5、)(1 3)9.1 4 静态过载(1 4)9.1 5 疲劳寿命试验(1 4)9.1 6 湿热影响(1 5)9.1 7 外界磁场影响(1 5)1 0 型式评价结果的判定原则(1 6)1 1 型式评价记录格式(1 6)附录A 压力传感器数据处理及计算方法(1 7)附录B 压力传感器型式评价记录格式(2 2)J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局引 言J J F1 0 1 5 计量器具型式评价通用规范、J J F1 0 1 6 计量器具型式评价大纲编写导则、J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 5 9.1 测量不确定度评定与表示共同构成本规范制定工作
6、的基础性系列规范。压阻式压力传感器是近几十年来发展非常迅速的一种新的物性型传感器。它具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好、精度较高、低功耗、易于微型化与集成化等一系列突出优点。压阻式压力传感器的工作原理是利用压阻效应,将被测压力按照一定的规律转换成一定关系的电信号输出。应用压阻式压力传感器作为压力量测量的行业日益广泛,在生产领域里压阻式压力传感器已占据压力传感器市场的领先地位。本大纲明确了压阻式压力传感器型式评价的适应范围和适用条件,对压阻式压力传感器的法制管理要求、计量要求、通用技术要求做出了明确的规定,详细规定了试验项目的试验条件和试验方法,明确了型式评价结果的判定原则。本大纲所采用的数据处
7、理及计算方式引自J J G8 6 02 0 1 5 压力传感器(静态)检定规程。J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局压阻式压力传感器(静态)型式评价大纲1 范围本型式评价大纲适用于测量范围为(-0.12 5 0)MP a的压阻式压力传感器(静态)(以下简称传感器)的型式评价。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G8 6 02 0 1 5 压力传感器(静态)G B/T2 4 2 3.12 0 0 8 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温G B/T2 4 2 3.22 0 0 8 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温G B/T2
8、4 2 3.32 0 1 6 环境试验 第2部分:试验方法 试验C a b:恒定湿热试验G B/T2 4 2 3.5 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验E a和导则:冲击G B/T2 4 2 3.1 0 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验F c:振动(正弦)G B/T1 5 4 7 8 压力传感器性能试验方法J B/T6 1 7 0 压力传感器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 零点漂移 z e r od r i f t在正常工作条件下和规定的时间间隔内,零点示值的漂移量。
9、J J F1 0 0 82 0 0 8定义5.2 13.2 零点(位)输出 z e r oo u t p u t在正常工作条件下,输入为零时的零点(位)输出的示值。J J F1 0 0 82 0 0 8定义5.2 03.3 满量程输出 f u l l-s p a no u t p u t压力传感器测量上限输出与测量下限输出之差的绝对值。J B/T6 1 7 02 0 0 63.4 热零点偏移 t h e r m a l z e r oo f f s e t由于环境温度变化引起的零点示值偏移。1J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局J J F1 0 0 82 0 0 8定
10、义5.2 23.5 热灵敏度偏移 t h e r m a l s e n s i t i v i t yo f f s e t由于环境温度变化引起的灵敏度偏移。J J F1 0 0 82 0 0 8定义5.2 34 概述压力传感器是一种能感受压力,并按照一定的规律将压力转换成可用输出信号(一般为电信号)的器件或装置,通常由压力敏感元件和转换元件组成,常用于气体和液体的表压、差压及绝压的测量。压阻压力传感器的工作原理是利用压阻效应,将被测压力的变化转换成一定关系的电信号输出。5 法制管理要求5.1 计量单位传感器的压力计量单位为P a,或是其十进倍数单位:k P a、MP a等。5.2 准确度等
11、级传感器的准确度等级应从以下序列中选取:0.0 2、0.0 5、0.1、0.2(0.2 5)、0.5、1.0、1.5、2.0(2.5)。5.3 计量法制标志和计量器具标识应在传感器的铭牌或面板等明显部位标注计量法制标志和计量器具标识,其标志和标识应清晰可辨、牢固可靠。5.3.1 计量法制标志的内容 制造计量器具许可证的标志和编号(试验样机应留出相应位置);产品合格印证(可与传感器本体分开设置)。防爆标志(如适用)。5.3.2 计量器具标识的内容 传感器的名称、规格(型号);准确度等级;测量范围;传感器的激励电源及其他技术指标;出厂编号和生产日期;传感器的生产厂名称或商标;需要限制使用场合的特殊
12、说明(可在使用说明书中说明);产品制造所依据的标准(可在产品包装或使用说明书中说明)。5.4 安装标志传感器如果有安装要求的,应给出安装说明的标志,如说明内容较多时,可在使用说明书中明示。5.5 试验样机2J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局申请型式评价单位应提供自己生产的样机。申请型式评价单位可以按单一产品提出申请,也可以按系列产品提出申请。按单一产品申请的,样机数量为3台;按系列产品申请的,应提供所申请系列的所有规格的样机,抽取每一系列产品中三分之一有代表性的规格产品进行试验,每种规格提供试验样机数量按单一产品的原则执行。具有代表性的规格,由受理申请的政府计量行政
13、部门与承担试验的技术机构根据申请型式评价单位提供的技术文件和产品规格确定。一般情况下,样机由申请型式评价单位自行送样。6 计量要求6.1 准确度等级及最大允许误差传感器的准确度等级和最大允许误差应符合表1规定。表1 准确度等级及最大允许误差准确度等级最大允许误差/%(以满量程输出值的百分数表示)0.0 20.0 20.0 50.0 50.10.10.2(0.2 5)0.2(0.2 5)0.50.51.01.01.51.52.0(2.5)2.0(2.5)6.2 重复性传感器的重复性误差不得大于最大允许误差的绝对值。6.3 迟滞传感器的迟滞不得大于最大允许误差的绝对值。6.4 非线性传感器的非线性
14、误差的绝对值不得大于最大允许误差的绝对值。7 通用技术要求7.1 外观7.1.1 传感器外壳的铭牌上应清楚地标明其产品名称、型号、出厂编号,测量范围、准确度等级、制造厂家、制造日期、额定工作电源以及制造计量器具许可证标志及其编号,或在相应的技术文件中说明。防爆产品还应有相应的防爆标志。7.1.2 传感器的配套应完整,可见部分应无明显的瑕疵、划痕;接头螺纹应无毛刺和损伤;所有结构连接件和电气连接件应安装牢固,不应有松动、脱焊、接触不良等3J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局现象。7.1.3 差压传感器的高压(+)和低压(-)接口应有明确的永久性标志。7.1.4 传感器的
15、电源端和信号输出端应有明确的区别标志。7.2 电气性能7.2.1 输入阻抗传感器的输入阻抗变化范围应满足生产厂家给定值的2 0%。7.2.2 输出阻抗传感器的输出阻抗变化范围应满足生产厂家给定值的2 0%。7.2.3 绝缘电阻传感器的引出线与壳体间的绝缘电阻应不小于1 0 0M。7.2.4 绝缘强度给传感器引出线与壳体之间施加5 0H z、5 0 0V交流电压,保持1m i n,传感器应无击穿和飞弧现象。7.3 零点漂移传感器在通电预热稳定后,每1 5m i n记录一次输入压力为零时的输出值,共记录1h,其示值误差应符合表2的规定。表2 零点漂移技术指标准确度等级0.0 2级0.0 5级0.1
16、级0.2级0.5级1.0级2.0级零点漂移/%F S0.0 20.0 50.10.20.51.02.07.4 温度影响当传感器使用环境温度偏离参考工作条件时,传感器的热零点偏移、热灵敏度偏移应符合表3的规定。表3 热零点偏移、热灵敏度偏移准确度等级热零点偏移/(%F S/)热灵敏度偏移/(%F S/)0.0 20.0 0 50.0 0 50.0 50.0 10.0 10.10.0 30.0 30.20.0 40.0 40.50.0 50.0 51.00.0 80.0 82.00.1 00.1 07.5 振动传感器应依据G B/T2 4 2 3.1 0进行试验,试验后计量性能的试验结果应符合6.
17、16.4的要求。4J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局7.6 冲击传感器应依据G B/T2 4 2 3.5进行试验。试验后,计量性能的试验结果应符合6.16.4的要求。7.7 静压影响(只对差压传感器)差压传感器在静压影响试验中,零点变化量不应超过其最大允许误差的绝对值,试验后,其计量性能应符合6.16.4的规定。7.8 静态过载传感器应能承受表4规定的静态过载(如生产厂家有特殊要求的,按照厂家的要求进行试验),试验后,计量性能的试验结果应符合6.16.4的要求。表4 静态过载测量范围上限值加载压力时间次数6 0MP a1 2 0%测量范围上限差压低压端1 3 0%测
18、量范围上限1m i n3次7.9 疲劳寿命传感器应能承受表5所规定的正弦波形压力,试验后,计量性能的试验结果应符合6.16.4的要求。表5 疲劳寿命测量范围上限MP a幅值(量程的百分数)/%F S谷值峰值交变频率次/m i n次数6 02 07 58 56 06 02 57 08 04 51 057.1 0 湿热影响将传感器放置在高低温湿热试验箱内,在规定的温度(4 02)和湿度(9 1%RH9 5%RH)下保持4 8h后,将传感器取出放到试验环境中,在1 0m i n内测量传感器的绝缘电阻。试验后传感器的绝缘电阻应不小于2 0M,2h后做计量性能试验,试验结果应符合6.16.4的要求。7.
19、1 1 外界磁场影响在强度为4 0 0A/m的外界磁场影响下,传感器输出的变化量不应超过最大允许误差的绝对值。8 型式评价项目传感器的型式评价项目见表6。5J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局表6 传感器的型式评价项目一览表序号评价项目对应条款备注一、法制管理要求1计量单位5.12准确度等级5.23计量法制标志和计量器具标识5.34安装标志5.4二、计量性能要求5准确度6.16重复性6.27迟滞6.38非线性6.4三、通用技术要求9外观7.11 0输入阻抗7.2.11 1输出阻抗7.2.21 2绝缘电阻7.2.31 3绝缘强度7.2.41 4零点漂移7.31 5热零点
20、偏移7.41 6热灵敏度偏移7.41 7振动试验7.51 8冲击试验7.61 9静压影响(只对差压传感器)7.72 0静态过载7.82 1疲劳寿命7.92 2湿度影响7.1 02 3外界磁场影响7.1 19 试验项目的条件和试验方法9.1 试验条件9.1.1 试验的设备条件9.1.1.1 压力标准器:压力标准器的最大允许误差绝对值应小于被测传感器最大允许6J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局误差绝对值的1/3。对于0.0 5级及以上的传感器,当选用活塞式压力计作为主标准器时,标准器的最大允许误差绝对值应小于被测传感器最大允许误差绝对值的1/2。9.1.1.2 激励电源
21、:激励电源应按传感器要求配套,除非传感器对激励电源稳定性无特殊要求,否则其稳定度应为被测传感器允许基本误差绝对值的1/51/1 0,可选用精密稳压电源、稳流电源、干电池或蓄电池等。9.1.1.3 读数记录装置:检测传感器用的读数记录装置最大允许误差的绝对值,应小于被检传感器允许基本误差绝对值的1/51/1 0,可选用数字式电压表、电流表等。9.1.1.4 其他设备:振动台、冲击台、压力交变负荷试验机、真空计、数字式气压计(或标准气压表)、温度计、湿度计、精密电阻箱、数字万用表、绝缘电阻测试仪(兆欧表)、耐压测试仪、高低温试验箱、工频磁场发生器、射频功率放大器、秒表等满足型式评价实验条件要求的相
22、关设备。9.1.2 试验的环境条件9.1.2.1 正常工作条件根据生产厂家给出的条件。9.1.2.2 参考工作条件在下列条件下,仪表的基本误差、重复性、迟滞、非线性、灵敏度、零点输出应符合本规范有关的规定。环境温度:检验时的环境温度视被检传感器的准确度等级而定,应符合表7的要求。表7 温度范围准确度等级温度0.0 2级(2 01)0.0 5级(2 02)0.1级,0.2(0.2 5)级,0.5级(2 03)1.0级及以下等级(2 05)a)检验前,传感器应在检验的环境温度下放置2h以上,方可进行检验。b)相对湿度:小于8 0%。c)所处环境应没有影响压力传感器稳定输出的机械振动和外磁场(地磁场
23、除外)。9.2 试验点准确度等级高于0.0 5级(含0.0 5级)的传感器,应在测量范围内至少均匀或合理地选取9个检测点(包括零点)。准确度等级低于0.1级(含0.1级)的传感器,应在测量范围内至少均匀或合理地选取6个检测点(包括零点)。对测量范围包括正压和负压的传感器,正压和负压可分别进行检测。9.3 外观 试验目的试验目的是为了检验传感器在参比条件下外观能否符合要求。试验条件7J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局试验在9.1.2规定的参考工作条件下进行。试验程序目测和通电检查。数据处理记录外观检查情况。合格判据传感器的外观检查应符合7.2的要求。9.4 重复性 试
24、验目的试验目的是为了检验传感器的重复性误差能否满足本规范的要求。试验条件试验在9.1.2规定的参考工作条件下进行。试验设备试验设备按9.1.1选取。试验程序试验可与9.7基本误差同步进行。数据处理按照附录A中A 1.4规定的方法计算传感器的重复性误差。合格判定传感器的重复性误差应满足6.2的要求。9.5 迟滞 试验目的试验目的是为了检验传感器的迟滞能否满足本规范的要求。试验条件试验在9.1.2规定的参考工作条件下进行。试验设备试验设备按9.1.1选取。试验程序试验可与9.7基本误差同步进行。数据处理按照附录A中A.1.5规定的方法计算传感器的迟滞。合格判据传感器的迟滞应满足6.3的要求。9.6
25、 非线性 试验目的试验目的是为了检验传感器的非线性误差能否满足本规范的要求。试验条件试验在9.1.2规定的参考工作条件下进行。8J J F1 6 4 02 0 1 7市场监管总局市场监管总局 试验设备试验设备按9.1.1选取。试验程序试验可与9.7基本误差同步进行。数据处理按照附录A中A.1.6规定的方法计算传感器的非线性误差。合格判据传感器的非线性应满足6.4的要求。9.7 基本误差 试验目的试验目的是为了检验传感器的准确度、基本误差能否满足本规范的要求。试验条件试验在9.1.2规定的参考工作条件下进行。试验设备试验设备按9.1.1选取。试验程序检测前,应对传感器进行通电预热,预热时间应不少
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