歡迎訪問學兔兔標準下載網(wǎng),學習、交流 分享 !
返回首頁 |陜西省地方計量技術規(guī)范
JJF(陜)136-2025
礦用溫濕度傳感器校準規(guī)范
Calibration Specification for Mini Temperature and Humidity Sensor
2025-05-14發(fā)布2025-11-14實施
歸口單位:陜西省市場監(jiān)督管理局
主要起草單位:西安西自儀檢測技術有限公司
咸陽市計量測試所
參加起草單位:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術
作業(yè)公司
陜西銀河煤業(yè)開發(fā)有限公司
本規(guī)范由陜西省市場監(jiān)督管理局負責解釋
礦用溫濕度傳感器校準規(guī)范
Calibration Specification for Mine
Temperature and Humidity Sensor
JJF(陜)136-2025
JJF(陜)136-2025
本規(guī)范主要起草人:
趙平(西安西自儀檢測技術有限公司)
史艷維(西安西自儀檢測技術有限公司)
李萌(咸陽市計量測試所)
參加起草人:
高勇強(中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技
術作業(yè)公司)
張中華(陜西銀河煤業(yè)開發(fā)有限公司)
馬妮(西安西自儀檢測技術有限公司)
胡浩(西安西自儀檢測技術有限公司)
JJF(陜)136-2025
I
目錄
引言........................................................................................................................................ (Ⅱ)
1 范圍.......................................................................................................................................(1)
2 引用文件...............................................................................................................................(1)
3 術語.......................................................................................................................................(1)
4 概述.......................................................................................................................................(1)
5 計量特性...............................................................................................................................(2)
5.1 溫度示值誤差.....................................................................................................................(2)
5.2 相對濕度示值誤差.............................................................................................................(2)
5.3 溫度信號傳輸誤差.............................................................................................................(2)
5.4 相對濕度信號傳輸誤差.....................................................................................................(2)
6 校準條件...............................................................................................................................(2)
6.1 環(huán)境條件.............................................................................................................................(2)
6.2 測量標準及其他設備.........................................................................................................(2)
7 校準項目和校準方法............................................................................................................(2)
7.1 校準前準備.........................................................................................................................(3)
7.2 溫度示值誤差.....................................................................................................................(3)
7.3 相對濕度示值誤差.............................................................................................................(3)
7.4 溫度信號傳輸誤差.............................................................................................................(4)
7.5 相對濕度信號傳輸誤差.....................................................................................................(5)
7.6 絕緣電阻.............................................................................................................................(6)
8 校準結果表達........................................................................................................................(6)
8.1 校準結果處理.....................................................................................................................(6)
8.2 校準結果的不確定度.........................................................................................................(6)
9 復校時間間隔........................................................................................................................(6)
附錄A 礦用溫濕度度傳感器校準記錄(推薦)格式............................................................(7)
附錄B 校準證書內容及內頁(參考)格式............................................................................(9)
附錄C 礦用溫濕度傳感器示值誤差的不確定度評定..........................................................(11)
JJF(陜)136-2025
II
引言
本規(guī)范依據(jù)JJF 1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF 1001-2011《通
用計量術語及定義》、JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》等基礎性系列規(guī)
范文件進行制定。
本規(guī)范校準方法及計量特性等參考了JJG 205-2005 《機械式溫濕度計》、
JJF1076-2020《數(shù)字式溫濕度計校準規(guī)范》、MT/T 381-2007《煤礦用溫度傳感器通用
技術條件》等相關技術文件。
本規(guī)范為首次發(fā)布。
JJF(陜)136-2025
1
礦用溫濕度傳感器校準規(guī)范
1 范圍
本規(guī)范適用于溫度測量范圍為(0~50)℃、相對濕度測量范圍為(10~90) % 的礦
用溫濕度傳感器(以下簡稱傳感器)的校準。
2 引用文件
本規(guī)范引用下列文獻:
JJG 205-2005 機械式溫濕度計
JJF 1076-2020 數(shù)字式溫濕度計校準規(guī)范
MT/T 381-2007 煤礦用溫度傳感器通用技術條件
凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,
其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。
3 術語
信號傳輸誤差signal transmission error
傳感器的顯示值與經(jīng)電纜遠距離傳輸后輸出電信號換算為溫度、濕度值或終端顯示
的差值。
4 概述
礦用溫濕度傳感器廣泛用于煤炭生產企業(yè)的安全防護,監(jiān)測數(shù)值準確直接關乎煤
礦安全生產和人員安全。
礦用溫濕度傳感器通常由感溫、感濕元件將溫濕度參量轉換為電信號,經(jīng)信
號處理電路處理后,由儀器顯示器直接顯示溫濕度值,同時信號經(jīng)傳輸線路輸出
至遠程控制室顯示。傳感器工作示意見圖1。
傳感器通常感溫元件、感濕元件、測量電路、信號處理電路、顯示器及信號傳
輸線路等構成。
圖1 傳感器工作示意圖
感溫元件
感濕元件
測量電路信號處理顯示器
信號傳輸遠程控制室
JJF(陜)136-2025
2
5 計量特性
5.1 溫度示值誤差:不超過±2.5%FS;
5.2 相對濕度示值誤差:不超過±8%(20℃);
5.3 溫度信號傳輸誤差:不超過±2.5%FS(數(shù)字信號傳輸誤差不做要求);
5.4 相對濕度信號傳輸誤差:不超過±2.5%FS(數(shù)字信號傳輸誤差不做要求);
5.5 絕緣電阻,不小于50MΩ。
注:以上技術指標不用于合格性判定,僅供參考。
6 校準條件
6.1 環(huán)境條件
6.1.1 環(huán)境溫度:(15~30)℃;相對濕度:(10~85)%。
6.1.2 傳感器周圍應無影響其正常工作的外磁場干擾。
6.2 測量標準及其他設備
測量標準及其他設備見表1。
表1 測量標準及其他設備
序號設備名稱技術要求用途
1 精密露點儀
露點溫度測量范圍:(-20~20)℃,±0.2℃,具有
相對濕度顯示功能;
溫度測量范圍:(0~50) ℃,±0.1℃。
相對濕度的測量標準。
2 數(shù)字式溫度計
測量范圍為(-20~+100)℃;最大允許誤差
為±0.05 ℃。
溫度的測量標準。
3 溫濕度箱
溫度范圍: (0~50) ℃;
溫度均勻性:0.3℃ ,溫度波動度: ±0.2℃;
濕度范圍: (10~90) %RH;
濕度均勻性:1.0%RH (20℃時) ;濕度波動度:
±0.8%RH (20℃時) 。
提供溫濕度場。
4 直流穩(wěn)壓電源
輸出電壓:DC (0~30) V,穩(wěn)定電壓設置值示值
誤差不超過±10%。
傳感器的直流供電電
源
5 數(shù)字萬用表±0.1mA。
傳感器輸出信號的測
量標準
6 頻率計測量范圍:(0~3000) Hz;±4Hz。
傳感器輸出信號的測
量標準
7 2km 仿真電路
直流電阻:≤12.8 Ω/km;分布電容:≤0.06 μF/km;
分布電感:≤0.8 mH/km。
模擬電路的傳輸距離。
8 絕緣電阻表
(兆歐表)
500V,10 級
測量傳感器的絕緣電
阻
注:允許使用滿足要求的其他測量標準器具。
7 校準項目和校準方法
JJF(陜)136-2025
3
7.1 校準前準備
檢查傳感器外殼明顯處應設有“Ex”防爆標志、“MA”煤礦用安全標志。
將數(shù)字溫度計、精密露點儀的溫度和濕度傳感器放入溫濕度箱的中心位置,同時將
被校準的傳感器放入溫濕度箱的有效空間內,傳感器輸出部分通過2km 仿真電路與數(shù)字
萬用表或頻率計連接(頻率信號輸出時,如說明書有要求,按照說明書要求連接負載
電阻)。傳感器校準連接示意圖如圖2 所示。
圖2 傳感器校準連接示意圖
7.2 溫度示值誤差
將溫濕度箱的溫度校準點設為10℃、20℃、30℃與40℃,一般由低溫到高溫。
當溫濕度箱的溫度達到校準溫度點并穩(wěn)定30min 后,每隔2min 左右記錄數(shù)字式溫
度計的溫度值和被校準傳感器的溫度顯示值,共記錄3 組數(shù)據(jù)。取平均值按照式(1)
計算示值誤差:
Δ? = ?−??
? × 100% (1)
式中:
?t——傳感器的溫度示值誤差,%FS;
t ——傳感器溫度顯示值的平均值,℃;
s t ——數(shù)字式溫度計三次讀數(shù)平均值,℃;
R——傳感器溫度量程。
7.3 相對濕度示值誤差
相對濕度校準點為20℃下20%、40%、60%、80%,一般由低濕到高濕逐點校
準,也可根據(jù)客戶需求增加校準點。當溫濕度箱的相對濕度達到校準相對濕度點
精密露點儀
數(shù)字式溫度計
被校準傳感器
直流穩(wěn)壓電源
2km 仿真電路頻率計或數(shù)字萬用表
溫濕度檢定箱
JJF(陜)136-2025
4
并穩(wěn)定10 min 后,每隔2min 左右記錄數(shù)字溫度計的溫度值、精密露點儀的相對濕
度值和被校準傳感器的溫度、相對濕度顯示值,共記錄3 組數(shù)據(jù)。取平均值按照式(2)
計算示值誤差:
?w ? w ? ws (2)
式中:
?w——傳感器的相對濕度示值誤差,%;
w ——傳感器相對濕度顯示值的平均值,%;
s w ——精密露點儀的相對濕度值,%;
然后做下一個校準點,至所有的校準點測試結束。
注:如果客戶需要在其他的溫度條件下校準傳感器,可以參照上述步驟進行。
7.4 溫度信號傳輸誤差
溫度信號傳輸誤差的校準與溫度示值誤差同時進行,用直流穩(wěn)壓電源按傳感
器說明書規(guī)定電壓為其供電,然后讀取各溫度校準點的電流或頻率示值,待讀數(shù)穩(wěn)
定后,記錄傳感器的示值ti 。同時測量并讀取對應傳感器輸出的電信號Si ,每點
讀取3 次,計算出各校準點示值平均值和輸出信號平均值,按式(3)將輸出信號平
均值換算成溫度值,按式(4)計算儀器的信號傳輸誤差。
? ? i min min
max min
max min
i s s T
S S
T T
T ? ? ? ?
?
?
? ??
?
?
?
? (3)
式中:
Ti ——傳感器輸出信號平均值對應的溫度示值,℃;
S i ——傳感器輸出信號平均值,mA(Hz);
Smax ——傳感器測量上限對應的信號標稱值,mA(Hz);
Smi n ——傳感器測量下限對應的信號標稱值,mA(Hz);
Tmax ——傳感器測量溫度上限值,℃;
Tmin ——傳感器測量溫度下限值,℃;
傳感器的信號傳輸誤差為:
JJF(陜)136-2025
5
Δ?' = ??−?
? × 100% (4)
式中:Δ?'——傳感器的溫度信號傳輸誤差,%FS;
Ti——傳感器輸出信號平均值對應的溫度值,℃;
t ——傳感器的溫度示值平均值,℃。
A——傳感器溫度量程。
7.5 相對濕度信號傳輸誤差
相對濕度信號傳輸誤差的校準與相對濕度示值誤差同時進行,用直流穩(wěn)壓電
源按傳感器說明書規(guī)定電壓為其供電,然后讀取各相對濕度校準點的電流或頻率示
值,待讀數(shù)穩(wěn)定后,記錄傳感器的示值wi 。同時測量并讀取對應傳感器輸出的電
信號Si ,每點讀取3 次,計算出各校準點示值平均值和輸出信號平均值,按式(5)
將輸出信號平均值換算成相對濕度值,按式(6)計算儀器的信號傳輸誤差。
? i min ? min
max min
max min
i S S H
S S
H H
H ? ? ? ?
?
?
? ??
?
?
?
? (5)
式中:
Hi ——傳感器輸出信號平均值對應的相對濕度示值,%;
S i ——傳感器輸出信號平均值,mA(Hz);
Smax ——傳感器測量上限對應的信號標稱值,mA(Hz);
Smi n ——傳感器測量下限對應的信號標稱值,mA(Hz);
Hmax ——傳感器測量相對濕度上限值,%;
Hmin ——傳感器測量相對濕度下限值,%。
傳感器的信號傳輸誤差為:
Δ?' = ??−?
? × 100% (6)
式中:Δ?'——傳感器的相對濕度信號傳輸誤差,%FS;
i H ——傳感器輸出信號平均值對應的相對濕度值,%;
w ——傳感器相對濕度的示值平均值,%,
JJF(陜)136-2025
6
R——傳感器相對濕度量程。
7.6 絕緣電阻
用絕緣電阻表(兆歐表)分別測量其電源正極、負極、信號輸出端與其外殼之間的
絕緣電阻,取其最小值為傳感器的絕緣電阻值。
8 校準結果表達
8.1 校準結果處理
經(jīng)校準的傳感器出具校準證書,校準證書應符合JJF 1071—2010中5.12的要求,并
給出各校準項目名稱和測量結果以及測量不確定度。校準原始記錄(參考)格式見附錄
A,校準證書內容及內頁(參考)格式見附錄B。
8.2 校準結果的不確定度
傳感器校準結果的不確定度按JJF 1059.1的要求評定,校準結果不確定度評定示例
見附錄C。
9 復校時間間隔
建議礦用溫濕度傳感器復校時間間隔不超過12 個月。
由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所
決定的,因此,送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。
JJF(陜)136-2025
7
附錄A
礦用溫濕度傳感器校準記錄(參考)格式
第1 頁共2 頁
委托單位證書編號
器具名稱型號規(guī)格
生產廠家出廠編號
測量范圍輸出范圍
校準地點校準環(huán)境溫度: ℃ 相對濕度: %
校準依據(jù)
校準用標準器測量范圍
不確定度/準確度等級/
最大允許誤差
證書編號有效期至
校準結果
1.校準前檢查:
2.溫度示值誤差與信號傳輸誤差
溫度校
準點
/℃
標準器/℃ 儀器顯示值換算成
溫度值
/℃
示值誤
差/%FS
信號傳
輸誤差
/%FS
U(k=2)/
1 2 3 平均值—— 1 2 3 平均值℃
示值
(℃) /
輸出信號
( )
示值
(℃) /
輸出信號
( )
示值
(℃) /
輸出信號
( )
示值
(℃) /
輸出信號
( )
示值
(℃) /
輸出信號
( )
JJF(陜)136-2025
8
第2 頁共2 頁
3.相對濕度示值誤差與信號傳輸誤差
相對濕度
校準點
/%
標準器/% 儀器顯示值換算成
相對濕
度值/%
示值誤
差/%
傳輸誤
差/%FS
U(k=2)/
%
1 2 3 平均值—— 1 2 3 平均值
示值
(%) /
輸出信號
( )
示值
(%) /
輸出信號
( )
示值
(%) /
輸出信號
( )
示值
(%) /
輸出信號
( )
示值
(%) /
輸出信號
( )
4.絕緣電阻
正極-外殼負極-外殼信號輸出端-外殼最小值
校準員: 核驗員: 校準日期: 年月日
JJF(陜)136-2025
9
附錄B
校準證書內容及內頁(參考)格式
B.1 校準證書應至少包括以下信息:
a)標題:“校準證書”;
b)實驗室的名稱和地址;
c)進行校準的地點(如果與實驗室的地址不同);
d)證書的唯一性標識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標識;
e)送校單位的名稱;
f) 被校對象的描述和明確標識;
g) 進行校準的日期,如果與校準結果的有效性和應用有關時,應說明被校對象的接收
日期;
h) 如果與校準結果的有效性和應用有關時,應對被校樣品的抽樣程序進行說明;
i) 校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識,包括名稱及代號;
j) 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;
l) 校準結果及測量不確定度的說明;
m)對校準規(guī)范的偏離的說明;
n)校準證書或校準報告簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識;
o)校準結果僅對校準對象有效的聲明;
p)未經(jīng)校準實驗室書面批準,不得部分復制校準證書的聲明。
JJF(陜)136-2025
10
B.2 校準證書內頁(參考)格式
證書編號:XXXX-XXXX
校準結果
1. 溫度示值誤差與信號傳輸誤差
校準點/℃ 示值誤差/%FS 信號傳輸誤差/%FS 溫度示值誤差的不
確定度/℃(k=2)
2. 相對濕度示值誤差與信號傳輸誤差
校準點/% 示值誤差/% 信號傳輸誤差/%FS 相對濕度示值誤差
的不確定度/%(k=2)
3.絕緣電阻: MΩ
注: 1、本證書校準結果僅對該計量器具有效;
2、本證書封面未加蓋校準專用章無效;
3、未經(jīng)本校準實驗室書面授權,不得部分復制本證書。
以下空白
JJF(陜)136-2025
11
附錄C
礦用溫濕度傳感器示值誤差的不確定度評定
C.1 概述
C.1.1 校準依據(jù):JJF(陜)136-2025《礦用溫濕度傳感器校準規(guī)范》。
C.1.2 環(huán)境條件:溫度(15~30)℃,相對濕度(10~85)%。
C.1.3 測量標準:精密露點儀,露點溫度測量范圍:(-20~20)℃,±0.2℃;溫度測量范
圍(0~50)℃,±0.1℃;數(shù)字式溫度計,測量范圍(-20~100)℃,±0.05℃。
C.1.4 被校對象:溫度范圍(0~50)℃,相對濕度范圍(10~90)%的礦用溫濕度傳感器。
C.1.5 測量方法:依據(jù)本規(guī)范7.2 和7.3 方法進行測量,將數(shù)字式溫度計、精密露點儀的
溫度和濕度傳感器放入溫濕度箱的中心位置,同時將被校準的傳感器放入溫濕度箱的有
效空間內。設置溫濕度箱的溫度、濕度值,當溫度、濕度到校準點并穩(wěn)定10 min 后每
隔2min 記錄數(shù)字式溫度計、精密露點儀和被校傳感器的溫濕度顯示值,共記錄3 組數(shù)
據(jù)并計算示值平均值。傳感器示值平均值與數(shù)字式溫度計、精密露點儀標準值之差為被
校儀器的溫度/濕度示值誤差。
C.2 測量模型
C.2.1 測量模型公式
C.2.1 測量模型公式
溫度示值誤差:
Δ? =
? − ?s
?
× 100%
式中:
Δ?——傳感器的溫度示值誤差,%FS;
?——傳感器溫度顯示值的平均值,℃;
?s——數(shù)字式溫度計三次讀數(shù)平均值,℃;
?——傳感器溫度量程,℃。
相對濕度示值誤差:
Δ? = ? − ?s
式中:
Δ?——傳感器的相對濕度示值誤差,%;
JJF(陜)136-2025
12
?——傳感器相對濕度顯示值的平均值,%;
?s——精密露點儀的相對濕度平均值,%。
C.2.2 靈敏系數(shù)
溫度: ?1 = ?Δ?
?? = 1
? ?2 = ?Δ?
???
=− 1
?
相對濕度:?1 = ?Δ?
?? = 1 ?2 = ?Δ?
???
=− 1
C.2.3 不確定度主要來源
不確定度主要來源包括:被校溫濕度傳感器示值重復性引入的標準不確定度分量,
標準器數(shù)字溫度計、精密露點儀引入的標準不確定度分量,溫濕度箱溫濕度波動度及均
勻度引入的標準不確定度分量等。
C.3 溫度示值誤差的標準不確定度分量評定
C.3.1 被校溫濕度傳感器示值重復性引入的標準不確定度分量?1的評定
對溫度校準點20 ℃重復測量3 次,得到測量數(shù)據(jù)為20.1 ℃、20.3 ℃、20.2 ℃,采
用極差法計算重復性引入的標準不確定度
? =
?
?
= 0.12 ℃
實際測量時是以3 次測量的算術平均值作為最終結果,所以算術平均值的實驗標準偏差
為:
?1 = ? ? =
?
3
= 0.07 ℃
C.3.2 標準器數(shù)字式溫度計引入的標準不確定度分量?2的評定
數(shù)字式溫度計在20℃時的最大允許誤差為±0.05 ℃,區(qū)間半寬為0.05 ℃,假設為均
勻分布,? = 3,則
?2 =
?
?
=
0.05 ℃
3
= 0.03 ℃
C.3.3 溫濕度箱溫度波動度引入的標準不確定度分量?3的評定
溫濕度箱的溫度波動度為±0.2 ℃,區(qū)間半寬為0.2 ℃,假設為均勻分布,? = 3,
由溫濕度箱溫度波動度引入的標準不確定度分量?3為
?3 =
?
?
=
0.2 ℃
3
= 0.12 ℃
C.3.4 溫濕度箱溫度均勻度引入的標準不確定度分量?4的評定
JJF(陜)136-2025
13
溫濕度箱的溫度均勻度一般不大于0.3 ℃,區(qū)間半寬為0.15 ℃,假設為均勻分布,
? = 3,由溫濕度箱溫度均勻度引入的標準不確定度分量?4為
?4 =
?
?
=
0.15 ℃
3
= 0.09 ℃
C.4 相對濕度示值誤差的標準不確定度分量評定
C.4.1 被校溫濕度傳感器示值重復性引入的標準不確定度分量?1的評定
對相對濕度校準點60 % (20 ℃)重復測量3 次,得到測量數(shù)據(jù)為59.5 %、59.7 %、
59.9 %,采用極差法計算重復性引入的標準不確定度
? =
?
?
= 0.24 %
實際測量時是以3 次測量的算術平均值作為最終結果,所以算術平均值的實驗標準偏差
為:
?1 = ? ? =
?
3
= 0.14 %
C.4.2 標準器精密露點儀引入的標準不確定度分量?2的評定
經(jīng)查精密露點儀溯源證書可知,在相對濕度60 % (20 ℃)時的擴展不確定度為
U=1.0 %,k=2,則
?2 =
?
?
=
1.0 %
2
= 0.5 %
C.4.3 溫濕度箱相對濕度波動度引入的標準不確定度分量?3的評定
溫濕度箱的相對濕度波動度為±0.8 %,區(qū)間半寬為0.8 %,假設為均勻分布,? = 3,
由溫濕度箱相對濕度波動度引入的標準不確定度分量?3為
?3 =
?
?
=
0.8 %
3
= 0.46 %
C.4.4 溫濕度箱相對濕度均勻度引入的標準不確定度分量?4的評定
溫濕度箱的相對濕度均勻度一般不大于1.0 %,區(qū)間半寬為0.5 %,假設為均勻分布,
? = 3,由溫濕度箱相對濕度均勻度引入的標準不確定度分量?4為
?4 =
?
?
=
0.5 %
3
= 0.29 %
C.5 合成標準不確定度的評定
C.5.1 標準不確定度分量匯總表見表3、表4。
JJF(陜)136-2025
14
表3 傳感器溫度參數(shù)標準不確定度分量匯總表
標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度(℃)
?1 被校重復性引入0.07
?2 數(shù)字式溫度計示值誤差引入0.03
?3 溫濕度箱溫度波動度引入0.12
?4 溫濕度箱溫度均勻度引入0.09
表4 傳感器相對濕度參數(shù)標準不確定度分量匯總表
標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度(%)
?1 被校重復性引入0.14
?2 精密露點儀測量不確定度引入0.5
?3 溫濕度箱濕度波動度引入0.46
?4 溫濕度箱濕度均勻度引入0.29
C.5.2 合成標準不確定度的評定
溫度:?? = ?1
2 ·?1
2 + ?2
2 ·?2
2 + ?2
2 ·?3
2 + ?2
2 ·?4
2 = 0.17 ℃
相對濕度:?? = ?1
2 ·?1
2 + ?2
2 ·?2
2 + ?2
2 ·?3
2 + ?2
2 ·?4
2 = 0.75 %
C.6 擴展不確定度的評定
取包含因子k=2,則擴展不確定度為:
溫度:? = ?·?? = 0.3 ℃
相對濕度:? = ?·?? = 1.5 %
JJF( 陜)136 -2025