JJF 1971-2022 叶轮式风速计校准规范-高清版-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 9 7 12 0 2 2叶轮式风速计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF a n n i n gM i l lA n e m o m e t e r s 2 0 2 2-0 6-2 8发布2 0 2 2-1 2-2 8实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布叶轮式风速计校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rF a n n i n gM i l lA n e m o m e t e r sJ J
2、F1 9 7 12 0 2 2 归 口 单 位:全国流量计量技术委员会 主要起草单位:辽宁省计量科学研究院 参加起草单位:中国计量科学研究院北京市计量检测科学研究院天津市计量监督检测科学研究院沈阳加野科学仪器有限公司河北大学广东省计量科学研究院 本规范委托全国流量计量技术委员会负责解释J J F1 9 7 12 0 2 2本规范主要起草人:王 振(辽宁省计量科学研究院)参与起草人:崔骊水(中国计量科学研究院)杨有涛(北京市计量检测科学研究院)王锡钢(天津市计量监督检测科学研究院)李赫峰(沈阳加野科学仪器有限公司)方立德(河北大学)吴伟龙(广东省计量科学研究院)J J F1 9 7 12 0 2
3、 2目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概述(1)4.1 工作原理(1)4.2 用途(1)4.3 结构(2)5 计量特性(2)5.1 最大允许误差(2)5.2 起动风速(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 校准用介质(2)6.3 测量标准及其他设备(2)7 校准项目和校准方法(3)7.1 校准项目(3)7.2 校准方法(3)8 校准结果(5)9 复校时间间隔(5)附录A 标准风速计算方法(皮托管作为标准器)(6)附录B 叶轮式风速计校准记录的参考格式(皮托管作为标准器)(7)附录C 叶轮式风速计校准记录的参考格式(热式风速仪作为标准器)(8
4、)附录D 叶轮式风速计校准内页格式(9)附录E 风速计测量结果不确定度评定示例(1 0)J J F1 9 7 12 0 2 2引 言J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则和J J F1 0 5 9.12 0 1 2 测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范参照了G B/T2 4 5 5 9 海洋螺旋桨式风向风速计、Q X/T2 3 旋转式测风传感器、J J G5 1 8 皮托管、J J G4 3 1 轻便三杯风向风速表,并结合我国叶轮式风速计的生产、使用和校准现状进行制定。本规
5、范为首次发布。J J F1 9 7 12 0 2 2叶轮式风速计校准规范1 范围本规范适用于风速范围为(13 0)m/s的叶轮式风速计的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J G4 3 1 轻便三杯风向风速表J J G5 1 8 皮托管J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义J J F1 0 7 1 国家计量校准规范编写规则G B/T2 4 5 5 9 海洋螺旋桨式风向风速计Q X/T2 3 旋转式测风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 术语和计量单位3.1 术语3.1.1 叶轮式风速计 f
6、 a n n i n gm i l l a n e m o m e t e r以围绕水平轴旋转叶轮为风速感应器的风速测量仪器。3.1.2 起动风速 s t a r t i n gw i n dv e l o c i t y风速计叶轮由静止变为能维持连续转动时,风速计能输出信号的最低风速。3.1.3 阻塞比 b l o c k a g er a t i o风洞试验段内风速计(包括安装支架)迎风面积与试验段横截面积之比。3.2 计量单位3.2.1 风速单位:米每秒,符号m/s。3.2.2 压力单位:帕斯卡,符号P a。3.2.3 温度单位:摄氏度,符号。4 概述4.1 工作原理叶轮式风速计(以下简
7、称风速计)由叶轮和风速计算显示机构等组成,如图1所示。测量时使叶轮旋转面垂直于气流方向,气流推动叶轮旋转。叶轮的转数通过机械传动或磁耦合方式进行转换,由显示机构输出风速值。4.2 用途风速计是用于测量空气流动速度的仪表。1J J F1 9 7 12 0 2 2风速计根据其计算机构可分为两种:一种是内部自带计时装置,可以直接读出风速,称自记叶轮式风速计;另一种是不带计时装置的,使用时需另备秒表,称不自记叶轮式风速计。4.3 结构风速计主要由叶轮、水平轴、转换机构、显示机构等组成,其中转换机构主要包括光电组件或磁电组件,风速计结构示意图见图1。图1 风速计结构示意图5 计量特性5.1 最大允许误差
8、风速计最大允许误差通常为(3%vs+0.3m/s)。注:1.vs为标准风速值;2.以上指标不用于合格性判定,仅供参考。5.2 起动风速风速计起动风速通常应不大于0.8m/s。6 校准条件6.1 环境条件温度一般为:(1 53 0)。相对湿度一般为:不大于8 5%。大气压力一般为:(8 61 0 6)k P a。6.2 校准用介质校准用介质一般为空气。6.3 测量标准及其他设备主标准器及其他设备均应有有效的检定/校准证书。6.3.1 主标准器主标准器可选用皮托管(配微差压测量仪表)、热式风速仪等,其测量下限应满足被校风速计起动风速测量要求,其上限应符合被校风速计测量范围上限,推荐主标准器技术要求
9、见表1。2J J F1 9 7 12 0 2 2表1 推荐主标准器技术要求序号设备名称技术要求1热式风速仪测量范围通常为(15)m/s,扩展不确定度不低于被校风速计最大允许误差绝对值三分之一2皮托管(配微差压测量仪表)测量范围通常为(53 0)m/s,皮托管系数K应在0.9 9 71.0 0 3;微差压测量仪表的测量范围与皮托管量程相匹配,MP E:0.8P a6.3.2 其他设备其他设备技术要求如表2所示。表2 其他设备技术要求序号设备名称技术要求用途1风洞工作段内气流的均匀性优于1%;工作段内气流的稳定性优于0.5%提供测量风速场2温度计MP E:0.5测量风洞内气体温度3气压计MP E:
10、1 0 0P a测量大气压力4湿度计MP E:5%RH测量风洞内气体湿度5温湿度计温度:MP E:0.5;湿度:MP E:1 0%RH测量环境温湿度7 校准项目和校准方法7.1 校准项目风速计校准为示值误差校准。7.2 校准方法7.2.1 校准前的准备工作7.2.1.1 外观检查对风速计的外观进行检查,目测风速计的叶轮几何形状无明显变形。风速计显示应清晰完整,风向标志刻线应清晰易见,且刻线平行于叶轮旋转轴或垂直于叶轮旋转平面。叶轮静止时,显示值应为零。7.2.1.2 机械性能检查将风速计叶轮转轴分别处于垂直和水平状态,吹动叶轮转动,观察叶轮转动是否有轴向跳动或径向摆动。当风速为零时,观察叶轮是
11、否能缓慢减速并自然地停止在任意位置。7.2.1.3 标准器检查主标准器迎风面轴线应与风洞试验段轴线平行,标准器感应端应在风洞工作段有效3J J F1 9 7 12 0 2 2区域。7.2.1.4 风速计的安装将被校风速计安装在风洞工作段几何中心位置或风洞工作段来流流场风速均匀区,与标准器保持互不干扰的一定间距,风向标志对准风洞试验段轴向来流方向,且叶轮轴线平行于风洞轴线。7.2.1.5 计算阻塞比将被校风速计(包括安装支架)在迎风方向上的投影面积除以风洞试验段面积,阻塞比不大于0.0 5时,方可进行校准。7.2.2 起动风速风洞流场风速从零逐渐增大,记录风速计叶轮开始并持续转动时的风速标准值,
12、重复3次,以算术平均值作为起动风速。7.2.3 示值误差校准7.2.3.1 校准点的选择。在风速计的测量范围内选取校准点,一般不少于7个,其中应包含测量范围上限点和下限点,每个校准风速点的实际风速与设定风速的最大偏差应符合:风速2m/s时不超过0.0 5m/s;风速2m/s时不超过5%设定风速。在校准过程中,最大校准风速点对应的风速应不大于风速计说明书给出的最大风速,最小校准风速点对应的风速应不小于风速计说明书给出的最小风速。7.2.3.2 调整风速至校准点,稳定1m i n后,同时记录标准器和被校风速计示值,重复不少于3次,取多次标准器示值和被校风速计示值的算术平均值作为该校准点的标准器示值
13、和被校风速计示值。7.2.3.3 按式(1)计算风速计各校准点示值误差:Ei=v-mi-v-si(1)式中:Ei 被校风速计第i校准点示值误差,m/s;v-mi 被校风速计第i校准点被校风速计示值平均值,m/s;v-si 被校风速计第i校准点标准风速示值平均值,m/s。7.2.3.4 采用热式风速仪作为标准器校准时,在标准器和被校风速计显示值稳定的情况下进行读数,分别读取标准器示值和被校风速计示值3次。按式(1)计算示值误差。7.2.3.5 采用皮托管配合微差压仪表作为标准器校准时,在差压值和被校风速计显示值稳定的情况下,分别读数微差压仪表和被校风速计示值3次,并记录风洞试验段内空气温度、相对
14、湿度和气压值,按附录A计算标准风速值。按式(1)计算示值误差。7.2.4 重复性按式(2)计算风速计各校准点重复性:Eri=vmi m a x-vmi m i nC(2)式中:Eri 第i校准点被校风速计重复性,m/s;(vmi)m a x 被校风速计第i校准点示值最大值,m/s;4J J F1 9 7 12 0 2 2(vmi)m i n 被校风速计第i校准点示值最小值,m/s;C 极差系数,取值如表3所示。表3 极差系数表n2345678C1.1 31.6 92.0 62.3 32.72.8 52.8 58 校准结果校准原始记录格式参照附录B和附录C。按本规范要求校准后的风速计出具校准证书
15、,校准证书格式参照附录D,风速计测量结果不确定度评定示例见附录E。9 复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。一般建议复校时间间隔不超过1年。5J J F1 9 7 12 0 2 2附录A标准风速计算方法(皮托管作为标准器)A.1 用风洞试验段内的空气温度按式(A.1)计算饱和水汽压:ew=ke(A T2+B T+C+DT)(A.1)式中:ew T温度下的饱和水汽压,P a;T 试验段内空气温度,K;A、B、C、D、k均为常数,其值如下:A=1.2 3 78 8 471 0-5K-2;B=-
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