風(fēng)電場用磁電式風(fēng)速傳感器校準(zhǔn)規(guī)范

1風(fēng)電場用磁電式風(fēng)速傳感器本規(guī)范適用于風(fēng)電場用磁電式風(fēng)速傳感器(以下簡稱風(fēng)速傳感器)3m/s～30m/s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。試驗段內(nèi)儀器(包括安裝支架)迎風(fēng)面積與試驗段流場均勻區(qū)橫截面積之比。括轉(zhuǎn)動部分和磁電感應(yīng)與信號輸出部分。轉(zhuǎn)動部分由一個互成12三個空心杯組成，支架中心設(shè)計有旋轉(zhuǎn)軸及安裝桿(或軸套)。磁電感應(yīng)與信號輸出部2回差線性各參數(shù)的測量結(jié)果一般均不大于風(fēng)速為0.5m/s對應(yīng)的輸出頻率計算值。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：(15～30)℃;環(huán)境濕度：不大于90%RH;環(huán)境氣壓：(600～1050)hPa。6.2計量標(biāo)準(zhǔn)6.2.1主要技術(shù)指標(biāo)計量標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)速范圍應(yīng)覆蓋被校風(fēng)速傳感器要求的校準(zhǔn)范圍，不確定度應(yīng)不大于客戶要求的測量結(jié)果不確定度的1/2。計量標(biāo)準(zhǔn)包括標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備，其主要技術(shù)指標(biāo)見表1。測量范圍E取值范圍(0.998～1.004),不確定度U范圍最大允許誤差：士(0.3～0.5)℃風(fēng)洞量≤0.3%)阻塞比≤5%≤100mV,上限≥10V1表1中6為標(biāo)準(zhǔn)皮托靜壓管的校準(zhǔn)系數(shù)；U為標(biāo)準(zhǔn)皮托靜壓管的不確定7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目3校準(zhǔn)項目外觀檢查檢查內(nèi)容見7.2.1傳感器校準(zhǔn)方法見7.2,測量誤差數(shù)據(jù)處理見7.3.3.1回差注：可根據(jù)實際應(yīng)用需要，選擇要校準(zhǔn)的計量特性對風(fēng)速傳感器的外觀進(jìn)行檢查，記錄產(chǎn)品名稱、型號、出廠編號、量程、制造廠將標(biāo)準(zhǔn)皮托靜壓管(以下簡稱皮托管)牢固安裝在風(fēng)洞試驗段流場均勻區(qū)內(nèi)，皮托a)校準(zhǔn)風(fēng)速點參照如下風(fēng)速值及順序選擇：3m/s,5m/s,10m/s,15m/s,b)風(fēng)速穩(wěn)定后，同時讀取微差壓計和風(fēng)速傳感器輸出值，讀數(shù)應(yīng)不少于三組。并c)校準(zhǔn)從校準(zhǔn)范圍的下端點開始，以正反兩個行程為一個測試循環(huán)，風(fēng)速傳感器4的測得值，計算如式(1)和式(2):根據(jù)附錄A中的公式(A.1)計算空氣密度，其中的飽和水汽壓計算如公式術(shù)平均值為風(fēng)速傳感器該次測量的測得值，計算值計算分別如式(6)～式(9): 5Tt,ipx——標(biāo)準(zhǔn)器正、反行程第i個校準(zhǔn)點風(fēng)速測得值的算術(shù)平均值，m/s;Vw,voy——標(biāo)準(zhǔn)器正、反行程第i個校準(zhǔn)點第；次風(fēng)速測得值，m/s;fi,fo——風(fēng)速傳感器正、反行程第i個校準(zhǔn)點測得值的算術(shù)平均值，Hz。由μ和fπ(i=1,2,…,m)所確定的點連成的曲線稱為正行程校準(zhǔn)曲線。由σo和fp(i=1,2,…,m)所確定的點連成的曲線稱為反行程校準(zhǔn)曲線。各校準(zhǔn)點標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速測得值的算術(shù)平均值s,和風(fēng)速傳感器測得值的算術(shù)平均值子，計算如式(10)和式(11): 由v;和子；所確定的點連成的曲線稱為風(fēng)速傳感器的校準(zhǔn)曲線。7.3.2.2工作直線的確定本規(guī)范規(guī)定可采用端點平移線或最小二乘直線作為風(fēng)速傳感器的工作直線，但必須在校準(zhǔn)證書中予以注明。a)校準(zhǔn)范圍上下端點的計算下端點的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值為i=1時式(10)的計算結(jié)果，即為x:的值，下端點的風(fēng)速傳感器頻率值為i=1時式(11)的計算結(jié)果，即為子：的值。上端點的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值為i=m時式(10)的計算結(jié)果，即為。的值，上端點的風(fēng)速傳感器頻率值為i=m時式(11)的計算結(jié)果，即為子的值。b)端點平移線計算端點連線方程可用式(12)表示：fgp標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為v時通過端點連線方程計算出的風(fēng)速傳感器頻率值，Hz;通過式(13)和式(14)計算各校準(zhǔn)點正、反行程風(fēng)速傳感器測得值的算術(shù)平均值與端點連線方程的差值：(△fta)u=f-fep 在(△ftn)i及(△fun)ox兩組數(shù)據(jù)中，分別找出最大正偏差△f'n和最大負(fù)偏差△f'n,則端點平移線的截距a計算如式(15):6fis=a'+b'v(18)最小二乘直線方程中的截距a'和斜率b'計算如式(19)和式(20):7.3.3.1測量誤差f?——根據(jù)式(21)計算出的風(fēng)速為v時的頻率值，Hz。將z,代人式(21),可求得f?=F,在校準(zhǔn)范圍內(nèi)第i個校準(zhǔn)點的測量誤差△f.,7風(fēng)速傳感器在校準(zhǔn)范圍內(nèi)第i個校準(zhǔn)點的回差，用該校準(zhǔn)點正行程與反行程風(fēng)速傳感器測得值的平均值之差△fn表征，計算如式(24):風(fēng)速傳感器在校準(zhǔn)范圍內(nèi)的線性，用校準(zhǔn)范圍內(nèi)各校準(zhǔn)點的線性誤差表征，工作直線選用最小二乘直線時第i個校準(zhǔn)點的線性誤差為△fu,計算如式(25):fts——工作直線選用最小二乘直線時，第i個校準(zhǔn)點工作直線上對應(yīng)的頻率7.3.4風(fēng)速傳感器校準(zhǔn)記錄風(fēng)速傳感器校準(zhǔn)記錄格式參見附錄B。校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映(校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式參考附錄C)。校準(zhǔn)證書至少應(yīng)b)實驗室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；I)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效性的聲明；p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書的聲明。8空氣密度計算A.1空氣密度計算公式：式中：p?——試驗段內(nèi)靜壓，Pa;H——試驗段內(nèi)空氣相對濕度，用小數(shù)表示；A.2飽和水汽壓計算公式：9附錄B風(fēng)電場用磁電式風(fēng)速傳感器校準(zhǔn)記錄(參考格式)送校單位記錄編號 儀器編號型號制造廠 標(biāo)準(zhǔn)器皮托靜壓管NO.準(zhǔn)確度等級皮托管系數(shù)證書編號 徽差壓計NO.準(zhǔn)確度等級證書編號環(huán)境氣壓平均hPa環(huán)境溫度平均℃行程校準(zhǔn)點試驗段內(nèi)m/s123溫度℃123正行程135反行程153正行程235表(續(xù))行程校準(zhǔn)點試驗段內(nèi)m/s123℃123反行程253輸出輸出輸出回差測量誤差的工作直線校準(zhǔn)人校準(zhǔn)日期年月日附錄C校準(zhǔn)證書內(nèi)頁參考格式校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)授權(quán)說明℃測量范圍等級/最大允許誤差書編號測量范圍等級/最大允許誤差書編號序號回差測量誤差的工作直線□端點平移線□最小二乘直線工作直線方程：(以下空白)風(fēng)速傳感器測量誤差不確定度評定示例按本規(guī)范給出的校準(zhǔn)方法，正確安裝標(biāo)準(zhǔn)器及被校風(fēng)速傳感器，并完成校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作。本示例中所用標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備名稱及技術(shù)指標(biāo)見表D.1。測量范圍皮托管最大允許誤差：±0.5℃風(fēng)洞穩(wěn)定性≤0.5%/min。測流場位置的均勻性≤0.3%)阻塞比≤5%最大允許誤差：士1.0×10-*Hz;Vp-p下限≤100mV,上限≥10V被校風(fēng)速傳感器信息如下：結(jié)構(gòu)類型：三杯測量范圍：(1～96)m/s輸出信號類型：正弦波輸出信號范圍：(0～125)Hz輸出頻率與風(fēng)速的關(guān)系：v=0.35+0.765fD.2測量模型將客戶給出的頻率與風(fēng)速的關(guān)系式轉(zhuǎn)換為以頻率為函數(shù)的關(guān)系式，并將第i個校準(zhǔn)點的風(fēng)速測得值的算術(shù)平均值5,代入，可得式(D.1):由本規(guī)范式(22)可知，風(fēng)速傳感器第i個校準(zhǔn)點的測量誤差如式(D.2):D.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和靈敏系數(shù)根據(jù)式(D.2),若風(fēng)速傳感器頻率測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度以u?表示，計量標(biāo)準(zhǔn)引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度以u?表示，則測量誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及靈敏系數(shù)如式(D.3):u?=√[c?u(v)]2+[cu(φ)]*+[c,u(p)]2+[c進(jìn)行分析，其中相關(guān)參數(shù)的測量或計算數(shù)據(jù)見表D.3。標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速測得值/m/svD.4.2.2標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速重復(fù)測量引人的不確定度標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速重復(fù)測量引入的不確定度計算如下：D.4.2.3空氣密度引人的不確定度1)溫度測量引入空氣密度的不確定度分量空氣密度計算公式見附錄A。由于e。是溫度T的函數(shù)，因此對式(A.1)中T的求導(dǎo)變的很復(fù)雜，為簡化計算，e。用常數(shù)代替，取溫度為T時的e值，然后對式(A.1)中的T求導(dǎo)可得式(D.6):溫度測量儀的最大允許誤差為±0.5℃(±0.5K),按均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度dT為0.289K。將dT及對應(yīng)參數(shù)測得值帶入式(D.6),得dpr為一0.00117kg/m3,即由溫度引入的p的測量結(jié)果不確定度分量u(T)為0.00117kg/m3。2)濕度測量引入空氣密度的不確定度分量對(A.1)式中的H求導(dǎo)可得式(D.7):濕度測量儀的最大允許誤差為±10%RH,按均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度dH為5.8%RH,將dH及對應(yīng)參數(shù)測得值帶人式(D.7),得dpn為一0.00070kg/m3,即由濕度測量引人p的測量結(jié)果不確定度分量u(H)為0.00070kg/m3。3)靜壓測量引入空氣密度的不確定度分量測量靜壓用的氣壓計最大允許誤差為±50Pa,按均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度dP。為29Pa。將dP。及對應(yīng)參數(shù)測得值帶入式(D.8),得dpp,為0.00034kg/m3,即由靜壓測量引入p的測量結(jié)果不確定度分量u(Po)為0.00034kg/m3。u(p)=√u2(T)+u2(H)+u2(P?)=0.0014kg/m3皮托管校準(zhǔn)系數(shù)ξ為1.003,擴(kuò)展不確