自动气象站湿度传感器检定规程.docx
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附件
中国气象局部门计量检定规程
JJG(气象)003-2011
自动气象站湿度传感器
HumiditySensorofAutomaticMeteorologicalStation
2011-06-13发布 2011-10-01实施
中国气象局 发布
JJG(气象)003-2011
JJG(气象)003-2011
自动气象站湿度传感器检定规程VerificationRegulationofHumiditySensorofAutomaticMeteorologicalStation
本规程经中国气象局于2011年6月13日批准,并自2011年
10月1日起施行。
归口单 位:
中国气象局
主要起草单位:
国家气象计量站参加起草单位:
辽宁省气象计量站
陕西省气象计量站安徽省气象计量站
本规程委托国家气象计量站负责解释
本规程主要起草人:
朱乐坤(国家气象计量站)周昌文(安徽省气象计量站)贺晓雷(国家气象计量站)
参加起草人:
王军(辽宁省气象计量站)陈征(陕西省气象计量站)温晓清(国家气象计量站)
目 录
1.范围 1
2.术语和计量单位 1
2.1湿度均匀性 1
2.2湿度稳定性 1
2.3湿度检定箱 1
2.4湿度发生装置 1
3.概述 1
4.计量性能要求 2
5.通用技术要求 2
6.计量器具控制 2
6.1检定条件 2
6.2检定项目 2
6.3检定方法 3
6.4检定结果处理 4
6.5检定周期 4
附录A 5
附录B 6
附录C 7
JJG(气象)003-2011
1.范围
自动气象站湿度传感器检定规程
本规程适用于高分子薄膜湿敏电容传感器(电压输出型)的首次检定、后续检定及修理后的检定。
2.术语和计量单位
2.1湿度均匀性degreeofhumidityhomogeneity
在湿度控制条件下,湿度箱(测试室)工作区域中任意两点间的湿度差值的绝对值。
2.2湿度稳定性 degreeofhumidityfluctuate
在湿度控制条件下,湿度箱(测试室)工作区域中任一点在规定时间内的湿度变化量。
用规定时间内所有测试点最大和最小湿度差平均值的1/2加“±”号表示。
2.3湿度检定箱 hygrostat
采用自动或手动控制方法,使干空气和湿空气按照一定的比例充分混合,在一个箱体内形成稳定、均匀的湿度条件,对湿度测量仪器或传感器进行校准用的箱体。
2.4湿度发生装置equipmentforhumiditygeneration
采用使饱和湿空气与干空气定比混合,或直接将高压饱和湿空气扩散,或改变饱和湿空气温度等方法,以得到不同湿度条件的测试设备。
2.5计量单位measurementunit
湿度计量检定用“%RH”作计量单位
3.概述
高分子薄膜湿敏电容传感器内部结构是:
感湿部分平铺在一片玻璃基片
(a)上,在基片上真空喷涂一层金属膜作为电容器的基底电极(b),然后在基底电极上均匀喷涂0.5—1μm厚的吸湿材料——醋酸纤维素(c),最后在吸湿材料上真空喷镀上表面电极(d),表面电极的厚度为0.02μm,保证水汽分子能通过表面电极渗透进入吸湿层。
在外界相对湿度变化时,作为感应膜的高分子聚合物能对水汽分子进行吸附和释放,其介电常数ε随之发生变化,促使湿敏电容量发生变化。
内部结构如图1所示。
图1湿敏电容内部结构
湿敏电容量的变化,经过信号变换器电路转换,再经过运放电路进行放大处
1
JJG(气象)003-2011
理,输出电压信号。
当相对湿度由0%~100%变化时,信号变换电路输出
0~100mv电压,经放大后得到0~1V的直流电压输出给数据采集器,经转换后在显示终端上显示相对湿度。
测湿原理如图2所示。
图2湿敏电容测湿原理图
4.计量性能要求
测量范围:
(0~100)%RH分辨力:
0.1%RH
最大允许误差:
±4%RH(≤80%RH时)
±8%RH(>80%RH时)
5.通用技术要求
传感器外型结构应完好,表面不应有明显的凹迹、外伤、裂缝、变形等现象,表面涂层不应起泡、龟裂和脱落,金属件不应有严重锈蚀及其它机械损伤。
传感器应有型号、出厂编号等明显标志。
对于使用过的湿度传感器,重点检查过滤膜保护层是否有污染现象。
若污染严重应更换新的过滤膜。
6.计量器具控制
计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中的检验。
6.1检定条件
6.1.1标准器
精密露点仪
测量范围:
(10~100)%RH分辨力:
0.1%RH
最大允许误差:
露点温度≤±0.2℃
相对湿度≤±1%RH
6.1.2检定设备
6.1.2.1调温调湿箱
湿度调节范围:
(10~95)%RH;工作温度范围:
(-30~+50)℃;
2
湿度场波动度:
±1.5%RH(-10℃以上);湿度场均匀度:
±1.5%RH
6.1.2.26位半多通道数据采集器直流电压测量
测量范围:
0.0V~10.0V分辨力:
1.0μV
最大允差:
±(读数的ppm+量程的ppm)
6.2检定项目
6.2.1外观检查
按照通用技术要求进行外观检查.目测湿度传感器外型结构是否完好;传感器表面不应有明显的凹迹、外伤、裂缝、变形。
传感器型号、出厂编号应清晰,对于使用过的湿度传感器,重点检查过滤膜保护层是否有污染现象并用毛刷清除灰尘。
若污染严重应更换新的过滤膜。
6.2.2示值误差检定
经过外观检查合格的湿度传感器,才能进行示值误差检定,检定项目见表
1。
表1 检定项目表
检定项目
首次检定
后续检定
使用中检验
外观检查
+
+
+
示值误差检定
+
+
+
注:
“+”表示必须检定的项目
6.3检定方法
6.3.1检定前准备
按照露点仪的使用说明,将露点传感器与露点仪相连;将被检湿度传感器,按照使用说明要求与扫描开关及数据采集器连接;检定开始前,先将被检湿度传感器、露点传感器,置入到调温调湿箱中,要求所有传感器头部同高并互不相碰。
打开标准数据采集器、扫描开关、精密露点仪电源开关,预热30min后再开始
检定。
检定开始前和检定结束后,分别读取(采集)环境温度、湿度和大气压力值,用两次读取(采集)的环境条件的平均值,作为检定时的环境条件,填写到检定记录表格中。
6.3.2检定湿度点的选择
湿度检定点及顺序为30%、40%、55%、75%、95%RH。
6.3.3检定数据读取(采集)方法
先设定箱内温度值(根据需要),再按6.3.2条规定的检定点调整箱内湿度,其顺序为先低湿逐点到高湿,再从高湿逐点降至低湿(一次循环检定)。
在调湿过程中,必须保持整个过程的变化趋势。
即在降湿的整个过程中,不能有升湿趋势。
相反,在升湿过程中,不能有降湿趋势。
当箱内湿度(读取或采集露点仪示值)达到设定值(目标值),并且当湿度波动值为±1.5%RH时,才能开始检定,检定时每30秒钟读取(或采集)一次被检湿度传感器的输出值和精密露点仪的示值,每个检定点等间隔读取3次。
一个检定点检定完毕,紧接着调整下一个检定点,以下各检定点的稳定时间和数据读取方法与上一个检定点相同。
检定记录格式见附录A。
6.3.4示值误差计算
用被检湿度传感器3次输出值的平均值,作为该湿度检定点上的测量值,
3
用精密露点仪3次测量值的平均值加上修正值后作为标准值,用被检湿度传感器测量值减去标准值,得出被检湿度传感器在该湿度检定点上的示值误差(如果湿度传感器输出值是电压、电流或频率值,要换算成相对湿度值),计算方法如公式
(1)。
Dhi=hi-hs
(1)
式中:
Dhi—被检湿度传感器在各检定点上的测量误差,%RH;
hi—被检湿度传感器在各检定点上3次输出值的平均值,%RH;
hs—精密露点仪在各检定点上3次测量值的平均值,%RH;
当被检湿度传感器在正、反行程各检定点上的示值误差均满足技术要求时视为检定合格。
当被检湿度传感器一点或多点示值误差不能满足技术要求时,视为不合格。
检定不合格的湿度传感器,应进行调整,经过调整后的湿度传感器,必须重新进行全程检定,检定后仍不合格的作不合格处理。
示值误差超差调整方法见附录B。
6.4检定结果处理
经检定合格的湿度传感器,发给检定证书(检定证书格式见附录C)。
检定不合格的湿度传感器,发给检定结果通知书,并在检定结果通知书中注明示值误差不合格对应的湿度点。
6.5检定周期
湿度传感器的检定周期一般为1年。
但有以下情况之一时须提前送检。
1)自动气象站数据采集器经过维修或更换后。
2)当发现湿度测量值出现异常时。
4
JJG(气象)003-2011
附录A
湿度传感器检定记录表
检定证书号:
检定记录流水号:
第页 共 页
检测环境
项 目
检定开始时
检定结束时
平均值
空气温度(℃)
相对湿度(%RH)
大气压力(hPa)
检定点
%RH
标准器
被检湿度传感器
名 称:
型号/规格:
生产单位:
编 号:
准确度等级/最大允差:
名 称:
型号/规格:
编 号:
生产单位:
送检单位:
准确度等级/最大允差:
正程
反程
正程
平均
反程
平均
正程
反程
正程
平均
反程
平均
正程
误差
反程
误差
5
检定依据
检定结论
检定人:
复核人:
检定日期:
年 月 日
附录B
HMP45D湿度测量误差超差后的调整方法
B.1技术要求
B1.1环境条件要求
调整工作宜在湿度检定/校准实验室内进行,其环境条件应满足以下要求。
a环境温度:
25℃±2℃
b环境湿度:
60%RH±2%RH
B1.2标准与设备要求
a吸出式精密露点仪
测量范围:
(20~100)%RH;分辨力:
0.1%RH;最大允差:
±1%RH。
b湿度发生装置(湿度发生器或饱和盐湿度发生器)测量范围:
(20~100)%RH;最大允差:
±1%R。
c数据采集器
测量范围:
(0~5.0)v;最大允差:
≤±0.1mv。
d直流稳压电源
直流电压输出范围:
(0~50)v;分辨力:
0.1v。
B.2调整方法与步骤
B.2.1把待调整的湿度传感器输出端,正确接入采集器的直流电压输入端;湿
度传感器的电源输入端接到直流稳压电源(DC12V)的输出端。
B.2.2将标准器的传感器和待调整的湿度传感器,同时放入湿度发生装置中的工作区内,使湿度传感器的调整孔位于工作区之外。
对工作区采取密封措施,开启湿度场搅拌开关。
B.2.3分别打开标准器、直流稳压电源和采集器的电源开关,预热20min后,再将湿度发生装置调到(33%RH±3%RH)低湿点上。
B.2.4待湿度发生器内湿度值(读取标准器的显示值)达到低湿
(33%RH±3%RH)调整点并稳定40min后开始调整。
B.2.5调整时使用专配螺丝刀,调整传感器调整孔上标有英文“D”所对应的电位器,使采集器显示值(换算成相对湿度)与标准器的显示值(显示值加修正值)相差±0.5%RH以内。
B.2.6低湿点调整完毕,再将湿度发生器的湿度调到高湿度(87%RH±3%RH)点,稳定时间和调整方法同上。
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JJG(气象)003-2011
B.2.7高湿度点调整完成后,可能影响低湿点的调整结果,因此需返回低湿度点进行二次调整,直到高、低湿度点都合格为止。
B.2.8经调整合格的湿度传感器,应按规程要求进行重新检定,合格后方能投入使用。
附录C
计量器具名称
检定证书封面格式式样
(检定机构名称)
NameforInstituteofVerification
检 定 证 书
VerificationCertificate
证书编号:
字第 号
CertificateNo.
NameofInstrument
型号规格
Model/Type
制造厂
Manufacture
器具编号
No.ofInstrument
送检单位
Applicant
检定结论
Conclusion
批准人
Approvedby
(检定单位章) 核验员
Stamp Inspectedby
7
检定员
Verifiedby
检定日期 年 月 日
DateofVerification Y M D
有效期至 年 月 日
ValidDateto Y M D
地址(ADD):
邮编(PostCode):
电话(Tel):
传真(Fax):
8
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- 关 键 词:
- 自动气象站 湿度 传感器 检定 规程