JJF(津) 5001-2024 氣象五參數(shù)監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)規(guī)范　

2024-05-16發(fā)布2024-07-01實(shí)施CalibrationSpecificationofJJF(津)5001-2024MeteorologicalFiveParameter主要起草單位：天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院參加起草單位：北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院本規(guī)范主要起草人：王振國(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)王曉明(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)李紅亮(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)參加起草人：張國城(北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院)劉建磊(河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院)薛彥倫(內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市檢驗(yàn)檢測(cè)中心)宋福勝(山西省檢驗(yàn)檢測(cè)中心)孫權(quán)(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)江寧川(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)JJF(津)5001-2024I 4校準(zhǔn)條件 附錄B校準(zhǔn)證書(內(nèi)頁)參考格式 附錄C示值誤差的不確定度評(píng)定示例 本規(guī)范依據(jù)JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》、JJF1071-2010《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》和GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》編寫。主要技術(shù)指標(biāo)參考了JJF1076-2020《數(shù)字式溫濕度計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范》、JJG613-1989《電接風(fēng)向風(fēng)速儀檢定規(guī)程》、JJG272-2007《空盒氣壓表和空盒氣壓計(jì)檢定規(guī)程》、JJG158-2013《補(bǔ)償式微壓計(jì)檢定規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。本規(guī)范是華北大區(qū)共建計(jì)量技術(shù)規(guī)范，為首次發(fā)布。1本規(guī)范適用于生態(tài)環(huán)境用氣象五參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)，其他領(lǐng)域用監(jiān)測(cè)儀可參照?qǐng)?zhí)行。氣象五參數(shù)監(jiān)測(cè)儀(以下簡稱監(jiān)測(cè)儀)是能夠同時(shí)測(cè)量大氣溫度、濕度、大氣壓力、風(fēng)速、風(fēng)向五個(gè)氣象參數(shù)的儀器，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供氣象信息。監(jiān)測(cè)儀一般由采集傳感器、氣象監(jiān)控主機(jī)、通訊模塊等部分組成。3計(jì)量特性士(0.5+0.05v)m/s(v為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速)風(fēng)向±4%RH(濕度<80%RH);±8%RH(濕度≥80%RH)注：以上指標(biāo)不適用于合格性判定，僅供參考。4校準(zhǔn)條件4.1環(huán)境條件4.1.1環(huán)境溫度24.1.2環(huán)境濕度4.1.3大氣壓力4.1.4供電電源4.2校準(zhǔn)裝置及其他設(shè)備4.2.1風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)裝置4.2.1.1風(fēng)洞；調(diào)速范圍(0.4～40)m/s,均勻性偏差≤1%,穩(wěn)定性偏差≤1%。4.2.1.2微壓差計(jì)：準(zhǔn)確度等級(jí)不低于二等。4.2.1.3皮托管：L型標(biāo)準(zhǔn)皮托管，校準(zhǔn)系數(shù)為(0.998～1.004)4.2.1.4角度盤：范圍0～360)°;最大允許誤差±2°。4.2.2大氣壓校準(zhǔn)裝置測(cè)量范圍(500～1100)hPa,最大允許誤差±0.4hPa。4.2.3溫度、濕度校準(zhǔn)裝置4.2.3.1高低溫交變?cè)囼?yàn)箱溫度測(cè)量范圍(-30～70)℃,波動(dòng)度±0.5℃;濕度測(cè)量范圍(10～95)%RH;波動(dòng)度±1.0%RH。4.2.3.2精密溫度計(jì)測(cè)量范圍(-30～70)℃;最大允許誤差±0.05℃。4.2.3.3精密露點(diǎn)儀測(cè)量范圍(-20～40)℃;最大允許誤差±0.3℃。5校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法5.1示值誤差將監(jiān)測(cè)儀的風(fēng)速傳感器安裝在風(fēng)洞工作段內(nèi)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，分別調(diào)整風(fēng)速使其達(dá)到2m/s、3m/s、5m/s、10m/s、20m/s和30m/s左右，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)調(diào)好后穩(wěn)定(1～2)min,分別記錄標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值和監(jiān)測(cè)儀的風(fēng)速示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量3次，取3次示值的算3術(shù)平均值作為監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值，按式(1)計(jì)算監(jiān)測(cè)儀各風(fēng)速值的示值誤差△v:v——3次風(fēng)速示值的算術(shù)平均值，m/s;將監(jiān)測(cè)儀的風(fēng)向傳感器安裝在角度盤上，放置在風(fēng)洞工作段內(nèi)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)整風(fēng)洞使其達(dá)到5m/s,轉(zhuǎn)動(dòng)角度盤，使風(fēng)向傳感器與風(fēng)洞氣流方向的夾角分別為90°、180°和270°左右，待數(shù)值穩(wěn)定后，分別記錄標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)向值和監(jiān)測(cè)儀的風(fēng)向示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量3次，取3次示值的算術(shù)平均值作為監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值，按式(2)計(jì)算監(jiān)測(cè)儀各風(fēng)向值的示值誤差A(yù)d:d——3次風(fēng)向示值的算術(shù)平均值，°;5.1.3大氣壓將監(jiān)測(cè)儀大氣壓傳感器放入大氣壓校準(zhǔn)裝置中，調(diào)整壓力分別為1050hPa、1010hPa和960hPa左右。待壓力穩(wěn)定后分別讀取并記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值和監(jiān)測(cè)儀的壓力示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量3次，取3次示值的算術(shù)平均值作為監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值，按式(3)計(jì)算監(jiān)測(cè)儀各壓力值的示值誤差△p:p——3次壓力示值的算術(shù)平均值，hPa;ps——標(biāo)準(zhǔn)壓力值，hPa。將監(jiān)測(cè)儀的溫度傳感器放入高低溫交變?cè)囼?yàn)箱中，調(diào)節(jié)溫度分別為-20℃、0℃、20℃和50℃左右，待溫度穩(wěn)定后分別讀取并記錄精密溫度計(jì)和監(jiān)測(cè)儀的溫度示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量3次，取3次示值的算術(shù)平均值作為監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值，按式(4)計(jì)算監(jiān)測(cè)儀各溫度點(diǎn)的示值誤差△T:4T——3次溫度示值的算術(shù)平均值，℃;Ts——標(biāo)準(zhǔn)溫度值，℃。將監(jiān)測(cè)儀的濕度傳感器放入高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱中，設(shè)置溫度為20℃,調(diào)節(jié)濕度分別為30%RH、60%RH和90%RH,待濕度穩(wěn)定后分別讀取并記錄精密露點(diǎn)儀標(biāo)準(zhǔn)濕度值和監(jiān)測(cè)儀的濕度示值，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)測(cè)量3次，取3次示值的算術(shù)平均值作為監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值，按式(5)計(jì)算監(jiān)測(cè)儀各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差△H:H——3次濕度示值的算術(shù)平均值，%RH;Hs——標(biāo)準(zhǔn)濕度值，%RH。5.2重復(fù)性對(duì)不同的氣象參數(shù)，選擇對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)點(diǎn)(風(fēng)速5m/s;風(fēng)向180°;大氣壓1010hPa;溫度20℃;濕度60%RH)進(jìn)行測(cè)試，待示值穩(wěn)定后，連續(xù)測(cè)量6次，按式(6)計(jì)算各參數(shù)的重復(fù)性sr。Mi——監(jiān)測(cè)儀第i次測(cè)量的示值，m/s(或°,或hPa,或℃,或%RH);M——監(jiān)測(cè)儀示值的算術(shù)平均值，m/s(或°,或hPa,或℃,或%RH)。6校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)反映在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告上，校準(zhǔn)證書或報(bào)告至少包括以下信息：b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);5d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)(如編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；e)送校單位的名稱和地址；f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；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(shí)，應(yīng)說明被校對(duì)象的接受日期；h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說明；i)對(duì)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及編號(hào)；j)本次校準(zhǔn)所用測(cè)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；1)校準(zhǔn)結(jié)果及測(cè)量不確定度的說明；m)對(duì)校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)以及簽發(fā)日期；o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。7復(fù)校時(shí)間間隔建議監(jiān)測(cè)儀復(fù)校時(shí)間間隔為1年。使用單位也可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。6附錄A委托單號(hào)送檢單位儀器名稱 制造廠商 1.環(huán)境條件：證書編號(hào) 校準(zhǔn)地點(diǎn) 儀器型號(hào) 儀器編號(hào)2.校準(zhǔn)使用的主要計(jì)量器具測(cè)量范圍位3.風(fēng)速示值誤差儀器示值(m/s)1234.風(fēng)向示值誤差12375.大氣壓示值誤差實(shí)測(cè)值(hPa)1236.溫度示值誤差℃儀器示值(℃)℃1237.濕度示值誤差儀器示值(℃)℃1238.重復(fù)性參數(shù)%123456風(fēng)速(m/s)風(fēng)向(°)大氣壓(hPa)溫度(℃)濕度(%RH)風(fēng)速測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為風(fēng)向測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為大氣壓測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為溫度測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為濕度測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為8校準(zhǔn)項(xiàng)目重復(fù)性風(fēng)向9示值誤差的不確定度評(píng)定示例C.1風(fēng)速測(cè)量結(jié)果的不確定度分析C.1.1風(fēng)洞引入的不確定度分量u?C.1.1.1皮托管-微壓計(jì)風(fēng)速測(cè)量裝置不確定度u(v?)依據(jù)JJG613-1989檢定規(guī)程，對(duì)于皮托管-微壓計(jì)風(fēng)速測(cè)量裝置：其中K為總修正系數(shù)，T為溫度(單位K),P為大氣壓力(單位kPa),R為濕度(單位%RH),w為該溫度下的飽和水蒸氣壓(單位kPa),ξ為皮托管系數(shù)；Kc為根據(jù)不確定度傳播率：u2(v)=k[C2(T)u2(T)+C2(P)u2(P)+C2(R)u2(R)+C2(Pv)u2(Pv)+C2(ξ)u2(ξ)](C.4)其中C(T)和u(T)分別為溫度T的系數(shù)和不確定度，C(Pv)和u(Pv)分別為壓差P的系數(shù)和不確定度，C(Pv)和u(Pv)分別為壓差Pv的系數(shù)和不確定度，C(P)和u(P)分別為大氣壓P的系數(shù)和不確定度，C(R)和u(R)分別為濕度R的系數(shù)和不確定度，C(ξ)和u(ξ)分別為皮托管系數(shù)的系數(shù)和不確定度。根據(jù)公式(C.3):由于15℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓1.71kPa,P>>k?·R,所以公式(C.8)可簡化為：公式(C.11)表明，基于皮托管-微壓計(jì)原理的風(fēng)速測(cè)量裝置的不確定度與溫度、壓力、濕度、皮托管系數(shù)、微壓計(jì)的不確定度有關(guān)。根據(jù)溯源證書，△T=0.2℃,假設(shè)為矩形分布，室溫15(根據(jù)溯源證書，△P=±1hPa(符合規(guī)程△P<2hPa的要求),假設(shè)為矩形分布，室內(nèi)大氣壓101.325kPa,根據(jù)溯源證書，△R=±3%RH(符合規(guī)程△R<10%RH的要求),假設(shè)為矩形分布，假設(shè)室溫15℃,水的飽和蒸氣壓1.71kPa,由于皮托管溯源證書只給出系數(shù)值，未給出不確定度或誤差信息，根據(jù)JJG518-1998皮托管檢定規(guī)程，標(biāo)準(zhǔn)皮托管系數(shù)應(yīng)在0.997~1.003之間，即最大允許誤差±0.3%,假設(shè)為矩形分布，則u(S)=0.17%。根據(jù)溯源證書，所用微壓計(jì)符合二等微壓計(jì)要求，根據(jù)JJG158-2013補(bǔ)償式微壓計(jì)檢定規(guī)程，其MPE:±0.8Pa,假設(shè)為矩形分布，則u(Pv)=0.46Pa。由于溫度、濕度和大氣壓引入的不確定度數(shù)值小于皮托管系數(shù)和微壓計(jì)引入的不確定度三分之一，可忽略不計(jì)，因此公式(C.11)可進(jìn)一步簡化為：25C.2風(fēng)向測(cè)量結(jié)果的不確定度分析C.2.1被測(cè)儀器分辨力(估讀)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?風(fēng)速儀的讀數(shù)分辨力為1°,則不確定度區(qū)間半寬為0.5°,假設(shè)為均勻分布：C.2.2風(fēng)向儀示值不重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u?150°、156°、153°,分別計(jì)算修正值。6次修正值測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.22°,則：C.2.3標(biāo)準(zhǔn)方位角度盤示值誤差引入的不確定度u?標(biāo)準(zhǔn)方位角度盤校準(zhǔn)結(jié)果顯示，測(cè)量范圍0°~360°時(shí)，最大允許誤差±2°,假設(shè)為均勻分布，則：C.2.4風(fēng)向測(cè)量結(jié)果的不確定度u=√u2+u2+u2=(V0.292+1.802+1.152)P=95%時(shí)，可取包含因子k=2,則：C.3大氣壓測(cè)量結(jié)果的不確定度分析C.3.1由大氣壓標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度u?C.3.1.1由標(biāo)準(zhǔn)氣壓儀本身誤差引入的不確定度分量u?1C.3.1.2由標(biāo)準(zhǔn)氣壓儀的分辨力引入的不確定度分量u?2標(biāo)準(zhǔn)氣壓儀分辨力為0.01hPa,假設(shè)服從均勻分布，故：u??=0.005hPa/√3=0.0029C.3.1.3標(biāo)準(zhǔn)氣壓校準(zhǔn)箱內(nèi)氣壓變化引入的不確定度分量u?3根據(jù)規(guī)程規(guī)定，氣壓的變化量為±0.26hPa,假設(shè)服從均勻分布，故：u?3=0.26hPa/√3=0.15hPaC.3.1.4由標(biāo)準(zhǔn)氣壓校準(zhǔn)箱內(nèi)氣密性引入的不確定度分量u?4根據(jù)規(guī)程規(guī)定，校準(zhǔn)箱內(nèi)10min的氣壓變化不大于0.3hPa,假設(shè)服從均勻分布，由各不確定度分量合成得到由標(biāo)準(zhǔn)氣壓儀示值引入的不確定度：u?=√0.092+0.0292+0.152+0.172=0.2C.3.2由數(shù)字壓力計(jì)的重復(fù)性引起的不確定度u?對(duì)被測(cè)儀器在1010hPa點(diǎn)上進(jìn)行6次重復(fù)測(cè)量，結(jié)果分別為1010.3hPa、1010.0hPa、C.3.3數(shù)字壓力計(jì)的分辨力引起的不確定度u?數(shù)字壓力計(jì)的分辨力為0.1hPa,則不確定度區(qū)間半寬0.05hPa,假設(shè)為均勻分布，C.3.4大氣壓測(cè)量結(jié)果的不確定度uu=√u2+u2+u?=√0.22+0.062+0.032=0P=95%時(shí)，可取