JJF 1935-2021  自動氣象站杯式風速傳感器校準規(guī)范

查看并記錄風速傳感器儀器名稱、型號、出廠編號、測量范圍、制造廠名、輸出信 號描述和三個風杯幾何形狀有無變形等信息。 b）預(yù)熱和調(diào)零 在規(guī)定的環(huán)境條件下，微壓計和頻率計按設(shè)備說明書要求的時間預(yù)熱。微壓計應(yīng)按 說明書的要求調(diào)零。

將皮托靜壓管（以下簡稱皮托管）牢固安裝在風洞試驗段，測頭軸線與鳳洞試驗段 軸線平行，并對準風的來向。皮托管的總壓接頭、靜壓接頭分別與微壓計的測試端、參 考端相連。 將風速傳感器垂直固定在風洞底座的水平平臺上，調(diào)節(jié)高度使風杯位于風洞試驗段 均勻區(qū)內(nèi)，風杯轉(zhuǎn)動平面位于皮托管后端（相對氣流來向），避免風杯旋轉(zhuǎn)對皮托管的 測量造成影響。 溫度儀、濕度儀傳感器感應(yīng)部分和氣壓計的氣路連接管安裝在與風洞試驗段相通的 流場區(qū)域。

參考使用說明書中對校準點的建議接地線標準，根據(jù)實際情況按以下原則選取校準點：覆蓋測 量范圍兼顧均勻性，5m/s以下宜選取1～2個校準點，30m/s以下宜按間隔5m/s選 取，30m/s以上宜按10m/s的步長選取。如2m/s、5m/s、10m/s、15m/s、 20m/s、25m/s、30m/s、40m/s、50m/s、60m/s。也可根據(jù)用戶的要求選擇校 準點。

緩慢增加風速，當風杯由靜止變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動時，讀取微壓計示值和試驗段內(nèi)溫， 度及氣壓值。重復(fù)校準3次。

按風速校準點順序調(diào)整風速，風速穩(wěn)定后，同時讀取微壓計示值和風速傳感器輸出 值，1min等間隔讀數(shù)3組數(shù)據(jù)。讀取試驗段內(nèi)溫度、濕度及氣壓值。風速傳感器校準 記錄表見附錄C。

根據(jù)校準時風洞試驗段內(nèi)的溫度、濕度、氣壓和微壓計示值的3次讀數(shù)的算術(shù)平均 值計算標準風速。計算方法見附錄A。

7.3.2風速傳感器測量值

依據(jù)使用說明書中的換算公式將每個校準點的3次風速傳感器輸出值換算成計量 立為m/s，取算術(shù)平均值。

取該點的標準風速值為風速傳感器的啟動風速

7. 3. 4示值誤差

各校準點示值誤差計算見公式（1）。

式中： △u一示值誤差，m/s; 一風速傳感器測量值，m/s u—標準風速，m/s。 b）工作直線 本規(guī)范規(guī)定采用最小二乘擬合直線作為風速傳感器的工作直線且在校準證書中予以 注明。 風速傳感器的工作直線的線性方程見公式（2）。

U1 線性風速，m/s； f一風速傳感器輸出值，Hz。 線性方程系數(shù)a和b的計算方法見附錄B。

校準證書應(yīng)包括以下信息： a）標題：“校準證書”； b）實驗室名稱和地址； c）校準的地點； d）校準證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數(shù)的 e）客戶名稱和地址； f）被校對象的描述及明確標識； g）校準單位校準專用章； h）校準日期； i）校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范名稱及代號； i）本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明； k）校準環(huán)境的描述； 1）校準結(jié)果及其測量不確定度的說明； m）復(fù)校時間間隔的建議； n）“校準證書”的簽發(fā)人的簽名或等效標識； o）校準結(jié)果僅對被校對象有效性的聲明； D）未經(jīng)實驗室書面批準，部分復(fù)制證書或報告的聲明。

建議風速傳感器復(fù)校時間間隔為1年。送校單位也可根據(jù)實際情況，自主決定復(fù) 間間隔。

空氣密度的計算按公式（A.2）所示：

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T—試驗段內(nèi)空氣溫度，K； P�！�試驗段內(nèi)氣壓，Pa; H——試驗段內(nèi)空氣相對濕度（用小數(shù)表示)； e—T溫度下的飽和水汽壓，Pa.

測得的溫度、濕度、氣壓值代入公式（A.1）和公式（A.2），將微壓計的測得值 與計算后的空氣密度β代入公式（A.3），計算標準風速值

式中： u—標準風速，m/s; P 試驗段內(nèi)空氣密度，kg/m"； 微壓計示值，Pa； 一 皮托管校準系數(shù)。

風速傳感器的工作直線采用最小二乘法計算線性方程由公式（B.1）表示。

速傳感器的工作直線采用最小二乘法計算線性方程由公式（B.1）表示。

U——線性風速，m/s; f—風速傳感器輸出值，Hz。 其中：線性系數(shù)α、b 值的計算公式如公式（B. 2)所示

校準點數(shù)； U:—各校準點標準風速，m/s; f:一各校準點風速傳感器輸出值，Hz

JJF1935—2021附錄 C自動氣象站杯式風速傳感器校準記錄參考格式送校單位記錄編號儀器名稱型號/規(guī)格出廠編號制造廠測量范圍輸出信號校準地點標準器名稱：出廠編號：不確定度/準確度等級/最大允許誤差：環(huán)境參數(shù)溫度：（~)℃，相對濕度：（~)%一、外觀檢查外觀二、啟動風速校準試驗段內(nèi)序號微壓計讀數(shù)/Pa啟動風速/（m/s）平均值/（m/s）溫度/℃相對濕度/%氣壓/hPa123三、示值誤差校準傳感器測量值換算公式：校微壓計讀數(shù)/Pa試驗段內(nèi)標準傳感器讀數(shù)/（m/s）示值準溫度相對濕度氣壓風速誤差23平均23平均點℃%hPam/sm/s四、工作直線：五、其他說明：校準時標準器與被校風速傳感器安裝位置的描述：校準員：校準日期：核驗員：8

準時標準器與被校風速傳感器安裝位置的描述：

測量模型見公式（E.1）。

風速傳感器示值誤差校準不確定度評定示例

ai adui aui Ui aui =1;C2 api 0 20 C 3 a Poi 2Poi C a E: 7

式中： t一溫度，℃； P一大氣壓力，hPa; H相對濕度。 E.2測量不確定度來源 E.2.1對被校準風速傳感器示值進行多次重復(fù)測量引入的不確定度。 E.2.2空氣密度引入的不確定度。 E.2.3微差壓計引入的不確定度。 E.2.4皮托靜壓管引人的不確定度。 E.2.5 風洞均勾性引入的不確定度。 E.2.6被校準風速傳感器分辨力引入的不確定度。

E.3 輸入量的標準不確定度評定

273. 15 ± t

E.3.1對被校準風速傳感器示值誤差重復(fù)性引入的標準不確定度

依據(jù)本規(guī)范對風速傳感器的計量特性要求和校準方法，對被校準風速傳感 次測量，計算單次測量的實驗標準偏差，測量數(shù)據(jù)見表E.1所示。

用極差法計算各校準點單次測量的標準偏差見公式（E.3）：

R一一每個校準點3次測量誤差最大值與誤差最小值之差； C一一系數(shù)。當測量次數(shù)為3時取1.69。 每個校準點誤差3次平均值的標準不確定度見公式（E.4）

E.3.2空氣密度引人的不確定度

(△U;) R =0.012m/s C

s(△u;) =0.0069m/s u1 N3

空氣密度引入的不確定度依據(jù)空氣密度計算公式（E.2），則由空氣密度引入的標 準不確定度見公式（E.5）：

ap ap u2= + X apup + at H"H

度為50%，溫度為20℃和壓力為1013.25hPa時，可近似采用以下的數(shù)值量

0.5℃ =0.29 ℃ L 3

根據(jù)本規(guī)范規(guī)定氣壓計的最大允許誤差為士2hPa，按均勻分布，每次測量結(jié)果氣 壓引人的不確定度見公式（E.7)：

2 hPa =1.155 hPa up 3

根據(jù)本規(guī)范規(guī)定濕度測量儀的最大允許誤差為士4%RH，按均勻分布，每次測量

結(jié)果由濕度測量引入的不確定度u：見公式（E.8）：

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0.04 =2.3% RH UH /3

將公式（E.6）、公式（E.7）、公式（E.8）結(jié)果帶入公式（E.5）可得，由空氣密 度變化引入的相對標準不確定度為0.001013p。

E.3.3微差壓計引入的標準不確定度

微壓計最大允許誤差為士0.5Pa，假設(shè)為均勻分布，則各校準點微壓計讀數(shù)Po引 入的標準不確定度見公式（E.9)：

E.3.4皮托靜壓管引人的標準不確定度

皮托靜壓管校準證書給出U,=0.5%（k=2），則由皮托靜壓管引入的標準不確定 度見公式（E.10)：

E.3.5風洞均勾性引入的標準不確定度

U ×=0.0025X

不銹鋼板標準0.01 XV;=0.005774Xv 3

被校準風速傳感器分辨力引入的標準不確定度風速傳感器的分辨力為0.1m/s， 購勻分布，則由分辨力引入的標準不確定度見公式（E.12)：

E.4合成標準不確定度計算

輸入量標準不確定度匯總于表E.2（以u：=10m/s為例）

0.1 m/s u6 =0.0289m/s 2×/3

2輸入量標準不確定度及靈敏系數(shù)匯總

u.(Dui)=vciui 擴展不確定度 取k=2設(shè)備安裝施工組織設(shè)計 ，則擴展不確定度用U（△v;）=2u。（△u;）計算： 在 10 m/s 校準點，擴展不確定度 U=0. 2 m/s (k=2)