JJF（黔）52021《矿用温湿度传感器校准规范》

贵州省地方计量技术规范

JJF（黔）54-2021

贵州省地方计量技术规范

矿用温湿度传感器校准规范

矿用风速传感器校准规范

CalibrationSpecificationforTemperatureandHumiditySensorofMine

CalibrationSpecificationforMineWindSpeedSensor

2021-11-XX发布2022-02-XX实施

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

贵州省市场监督管理局发布

贵州省市场监督管理局发布

JJF（黔）54－2021

矿用温湿度传感器校准规范

1范围

本规范适用于温度范围为（0～50）℃，湿度范围为（0～100）%RH的矿用温湿度传

感器（以下简称传感器）的校准。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG205-2005机械式温湿度计

MT/T381-2007煤矿用温度传感器通用技术条件

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

3术语

矿用温湿度传感器：由感温元件、感湿元件、电路部分、显示系统等部分组成，以数

字形式直接显示温度值和相对湿度的仪器。

4概述

传感器是利用感温、感湿元件制成的智能温湿度测量仪表，常用于矿井下环境温度、

湿度的测量。

传感器通常由感温元件、感湿元件、测量电路、信号处理显示电路、信号输出电路等

构成。传感器利用感温、感湿元件取得温湿度信号，经智能信号处理后，由数码管直接显

示温湿度值，同时通过信号线输出相对应的信号。传感器组成原理见图1。

感温元件

测量电路信号处理显示器

感湿元件

图1传感器组成原理图

5计量特性

5.1示值误差

5.1.1温度示值误差

示值误差应不大于±2℃。

1

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5.1.2湿度示值误差

传感器的湿度误差不大于：

a）±5%RH（40%RH～70%RH，20℃）

b）±7%RH（40%RH以下或70%RH以上，20℃）

5.2温度信号传输误差

传感器模拟信号传输误差应不大于温度示值最大允许误差；数字信号传输误差不做要

求。

5.3湿度信号传输误差

传感器模拟信号传输误差应不大于湿度示值最大允许误差；数字信号传输误差不做要

求。

5.4温度重复性

不大于0.5℃。

5.5湿度重复性

不大于2%RH。

注：以上技术指标不用于合格性判定，仅供参考。

6校准条件

6.1环境条件

6.1.1环境温度：（15～25)℃，温度波动应不超过±3℃/6h；

6.1.2相对湿度：≤75%。

6.2校准使用的设备

校准使用的主要设备及其它配套设备见表2。

表2校准使用的主要设备及其它配套设备

序号设备名称技术要求

露点温度测量范围：（-20～40）℃DP，MPE：±0.2℃DP,具有相对湿度

1精密露点仪显示功能，显示分辨力0.1%RH以上；

温度测量范围：（0～50）℃，MPE：±0.1℃，显示分辨力0.1℃及以上。

2

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表2（续）

序号设备名称技术要求

温度范围：（0～50）℃；

温度均匀性：0.3℃，温度波动度：±0.2℃；

2温湿度箱

湿度范围：（0～100）%RH（20℃时）；

湿度均匀性：1.0%RH（20℃时）；湿度波动度：±0.8%RH（20℃时）。

3直流稳压电源输出电压：DC（0～30）V；输出电流：DC（0～5）A。

4数字万用表准确度等级：1.0级及以上。

5频率计测量范围：（0～3000）Hz；准确度等级：0.1级及以上。

62km仿真电路直流电阻：12.8Ω/km；分布电容：0.06μF/km；分布电感：0.8mH/km。

7温湿度计温度MPE:±2℃；湿度MPE:±5%RH。

8大气压力计MPE:±200Pa。

7校准项目和校准方法

7.1校准项目

示值误差、信号传输误差、重复性。

7.2校准方法

7.2.1校准前准备

7.2.1.1外观及通电检查

传感器不应有影响其正常工作的外观损伤。通电后传感器的数据显示清晰、完整。

7.2.1.2标志与标识检查

传感器的名称、型号、制造厂、防爆标志及编号、煤矿安全标志及编号等应齐全、清

楚。

7.2.2温度示值误差

7.2.2.1将标准器工作探头置于温湿度箱工作室的中心位置，被校传感器置于工作室的

有效空间内。传感器校准连接示意图如图2所示。

3

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被校准传感器直流稳压电源

2km仿真电路频率计或数字万用表

温湿度检定箱

图2感器校准连接示意图

7.2.2.2将温湿度箱或发生器的湿度值设定为40%RH。温度校准点为10℃、20℃与30℃，

按“升温”或“降温”的顺序控制温湿度校验箱的温度值，当校验箱的温度达到温度校准

点并稳定30min后，分别读取标准器值和被校传感器的测量值，正行程与反行程各读取

一次，取平均值按照式（1）计算示值误差：

（1）

式中：∆�=�−(��+�0)

——传感器的温度示值误差，℃；

∆�——传感器正反行程温度显示值的平均值，℃；

�——标准器温度读数值，℃；

��——标准器温度修正值，℃。

0

7.2.3�湿度示值误差

7.2.3.1将温湿度箱或发生器的温度值设定为20℃。

7.2.3.2湿度校准点为40%RH、60%RH、80%RH，按“升湿”或者“降湿”的顺序控制温

湿度校验箱或发生器的湿度值，当校验箱或发生器的湿度达到校准湿度点并稳定30min

后，分别读取标准器值和被校传感器的测量值，正行程与反行程各读取一次，取平均值按

照式（2）计算示值误差：

（2）

式中：∆�=�−(��+�0)

——传感器的湿度示值误差，%RH；

∆�——传感器正反行程湿度显示值的平均值，%RH；

�——标准器湿度读数值，%RH；

��

4

JJF（黔）54－2021

——标准器湿度修正值，%RH。

7.2.�40传感器温度信号传输误差

用直流稳压电源按传感器说明书规定电压为其供电，在传感器信号输出端接入2km

仿真电路，在仿真电路末端接上对应的信号测试设备，然后由测量下限到满量程读取各校

准点的直流电流表或频率计示值，待读数稳定后，记录传感器的示值xi。同时测量并读取

对应传感器输出的电信号Pi，每点正行程与反行程各读取一次，计算出各点正行程与反行

程的示值平均值和输出信号平均值，按式（3）将输出信号平均值换算成温度值,按式（4）

计算仪器的信号传输误差。

GG

m0（3）

Gi(AiA0)

AmA0

式中：

Gi——传感器输出信号平均值对应的温度示值，℃；

——传感器输出信号平均值，mA,Hz；

i

A�m——传感器测量上限对应的信号标称值，mA,Hz；

A0——传感器测量下限对应的信号标称值，mA,Hz；

Gm——传感器测量温度上限值，℃；

G0——传感器测量温度下限值，℃；

xGix(4)

式中：

x——传感器信号传输误差，℃；

Gi——传感器输出信号平均值对应的温度值，℃；

x——传感器示值平均值，℃。

7.2.5传感器湿度信号传输误差

用直流稳压电源按传感器说明书规定的电压为其供电，在传感器信号输出端接入2

km仿真电路，在仿真电路末端接上对应的信号测试设备，然后由测量下限到满量程读取

各校准点的直流电流表或频率计示值，待读数稳定后，记录传感器的示值xi。同时测量并

读取对应传感器输出的电信号Pi，每点正行程与反行程各读取一次，计算出各点正行程与

5

JJF（黔）54－2021

反行程的示值平均值和输出信号平均值，按式（5）将输出信号平均值换算成湿度值。按

式（6）计算传感器的信号传输误差。

GG

m0（5）

Gi(AiA0)

AmA0

式中：

Gi——传感器输出信号平均值对应的湿度示值，%RH；

——传感器输出信号的平均值示值，mA,Hz；

i

A�m——传感器测量上限对应的信号标称值，mA,Hz；

A0——传感器测量下限对应的信号标称值，mA,Hz；

Gm——传感器测量湿度上限值，%RH；

G0——传感器测量湿度下限值，%RH；

xGix(6)

式中：

x——传感器信号传输误差，%RH；

Gi——传感器输出信号平均值对应的湿度值，%RH；

——传感器示值平均值，%RH。

7.2.6�传感器温度重复性

对30℃点重复测量3次，计算出3次测量值之间的最大差值，取最大差值的绝对值

作为重复性。

7.2.7传感器湿度重复性

对60%RH点重复测量3次，计算出3次测量值之间的最大差值，取最大差值的绝对

值作为重复性。

8校准结果表达

8.1校准记录

校准原始记录格式见附录A。

8.2校准证书

校准证书内页格式参见附录B，校准证书应至少包括以下内容：

6

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a)标题，如“校准证书”；

b)实验室名称和地址；

c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d)证书或报告的唯一性标识（如证书编号），每页及总页数的标识；

e)客户的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识（如型号、产品编号等）；

g)进行校准的日期或校准证书的生效日期；

h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；

i)校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

j)校准环境的描述；

k)校准结果及测量不确定度的说明；

l)校准员及核验员的签名；

m)校准证书批准人的签名；

n)校准结果仅对被校对象有效的声明；

o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

9复校时间间隔

由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决

定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔不

超过12个月。

7

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附录A

矿用温湿度传感器校准原始记录

共2页第1页

委托单位证书编号

器具名称型号规格

制造厂出厂编号

校准地点校准环境温度：℃湿度：％RH大气压力：kPa

校准依据

不确定度/准确度等

校准用标准测量范围证书编号有效期至

级/最大允许误差

校准结果

1、温度示值误差

标准器/℃仪器显示值/℃

示值误差U(k=2)/℃

读数值修正值实际值正行程反行程平均值

温度

2、湿度示值误差

标准器/%RH仪器显示值%RH

示值误差/%RHU(k=2)/%RH

读数值修正值实际值正行程反行程平均值

湿度

3、重复性

参数测量点123重复性

温度

湿度

8

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矿用温湿度传感器校准原始记录（续）

共2页第2页

4、传感器温度信号传输误差

标准温度温度示值及输出信号值输出信号值转温度信号传

校准点

换成温度值输误差

正行程反行程平均值─正行程反行程平均值

显示值─

输出

信号值

显示值─

输出

信号值

显示值─

输出

信号值

5、传感器湿度湿度信号传输误差

标准湿度湿度示值及输出信号值输出信号值转湿度信号传

校准点

换成湿度值输误差

正行程反行程平均值─正行程反行程平均值

显示值─

输出

信号值

显示值─

输出

信号值

显示值─

输出

信号值

示值误差测量结果不确定度：温度U=（k=），湿度U=（k=）。

校准员:核验员:校准日期:年月日

9

JJF（黔）54－2021

附录B

证书的内页格式

校准结果

1、温度示值误差

序号校准点（℃）示值误差（℃）温度信号传输误差（℃）U(k=2)/℃

1

2

3

2、湿度示值误差

序号校准点（%RH）示值误差（%RH）湿度信号传输误差（%RH）U(k=2)/%RH

1

2

3

3、重复性

温度重复性：

湿度重复性：

注：1、本证书校准结果仅对该计量器具有效；

2、本证书封面未加盖校准专用章无效；

3、未经本校准实验室书面授权，不得部分复制本证书。

10

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附录C

矿用温湿度传感器温度示值误差测量不确定度评定示例

C.1概述

C.1.1校准依据：JJF(黔)54－2021矿用温湿度传感器。

C.1.2环境条件：温度（20±5）℃，相对湿度不大于75%。

C.1.3校准标准：精密露点仪，露点温度测量范围：（-20～40）℃DP，MPE：±0.2℃

DP，显示分辨力0.1%RH；温度测量范围（0～50）℃，MPE：±0.1℃，显示分辨力0.1℃。

C.1.4被测对象：温度范围为（0～50）℃，湿度范围为（0～100）%RH的传感器，温度

示值误差±2℃，湿度示值误差±7%RH。

C.1.5测量方法：将标准器工作探头置于温湿度箱工作室的中心位置，被校传感器置于

工作室的有效空间内。按“升温”或“降温”的顺序控制温湿度校验箱的温度值，当校验

箱的温度达到温度校准点并稳定30min后，分别读取标准器值和被校传感器的测量值，

正行程与反行程各读取一次，取平均值计算示值误差。

C.2测量模型

C.2.1模型公式

∆�=�−(��+�0)

式中：

——传感器的温度示值误差，℃；

∆—�—传感器正反行程温度显示值的平均值，℃；

�——标准器温度读数值，℃；

��——标准器温度修正值，℃。

C.2.�20灵敏系数

；

∂∆�

1

�=∂�=1；

∂∆�

2

�=∂��=−1。

∂∆�

�3=∂�0=−1

11

JJF（黔）54－2021

C.2.3不确定度传播律公式

222222222

�12�10�0

C.2.4标准�不∆确�定=度�主�要来�源+��(�)+��(�)=��+�(�)+�(�)

标准不确定度的主要来源：包括传感器示值重复性测量引入的标准不确定度、温湿度

箱的温度波动度引入的标准不确定度与环境大气压的影响引入的标准不确定度以及标准

器温度修正值引入的标准不确定度。

C.3各标准不确定度分量的评定

C.3.1传感器示值重复性测量引入的标准不确定度u(t)的评定

在30℃校准点，重复性测量条件下连续测量10次，得到温度测量结果如下（单位：℃）：

29.8，29.8，29.9，29.8，29.8，29.9，29.8，29.8，29.8，29.9。

n

2

(tit)

si10.048℃

n1

实际测量情况是在重复性条件下连续测量2次，以2次测量的平均值作为测得值，则

标准不确定度为：

s

u(t)0.034℃

2

C.3.2标准器温度读数值引入的标准不确定度的评定

C.3.2.1温湿度箱的温度波动度引入的标准不�确(�定�)度分量()的评定

温湿度箱的温度波动度为±0.2℃，即区间半宽度a=0.�2℃1��，按均匀分布估计，取

包含因子k=，则其引入的标准不确定度为：

3℃

�0.2℃

C.3.2.2环境大气压影响引入�的1标��准=不确=定度分量=0.12的评定

�3

由于环境大气压影响所带来的温度变化量不超过�±2�0�.1℃，即区间半宽度a=0.1℃，

按均匀分布估计，取k=，则其引入的标准不确定度为：

3℃

�0.1℃

C.3.2.3因为温度波动度与环�2境�大�气=压影=响所引=入0的.05不8确定度互不相关，所以标准器温

�3

度读数值引入的标准不确定度为：

12

JJF（黔）54－2021

℃

2222

�1�2�

C.3.3标准器温�度�修正=值�引入�的+标�准(�不)确=定度0.1分2量+的0.058评℃定=0.13

精密露点仪在15℃，80%RH的情况下，温度最大允�许�0误差为±0.1℃，即区间半宽度

a=0.1℃，按均匀分布估计，取包含因子，则其引入的标准不确定度为：

�=3℃

�0.1

��0===0.058

�

标准不确定度分量汇总于表C.1中。3

C.1标准不确定度分量汇总表

标准不确定度标准不确定度值

不确定度来源概率分布/℃

分量/℃

测量重复性0.034正态�(1��)|���0|�.0(�34�)

���

/0.13/-10.13

�(�)

温度波动度0.12均匀//

�(��)

环境大气压影响0.058均匀//

�1(��)

温度修正值0.058均匀-10.058

�2(��)

�(�0)

C.4合成标准不确定度的评定

合成标准不确定度为：

℃

222

C.5扩展不确定度的评定��∆�=��+�(��)+�(�0)=0.15

取包含因子k=2，则扩展不确定度为：

℃

�=�∙��∆�=0.30

13

JJF（黔）54－2021

附录D

矿用温湿度传感器湿度示值误差测量不确定度评定示例

D.1概述

D.1.1校准依据：JJF(黔)54－2021矿用温湿度传感器。

D.1.2环境条件：温度（20±5）℃，相对湿度不大于85%。

D.1.3校准标准器：精密露点仪，露点温度测量范围：（0～40）℃DP，MPE：±0.2℃DP，

显示分辨力0.1%RH；温度测量范围（0～50）℃，MPE：±0.1℃，显示分辨力0.1℃。

D.1.4被测对象：温度范围为（0～50）℃，湿度范围为（0～100）%RH的传感器。温度

示值误差±2℃，湿度示值误差±7%RH。

D.1.5测量方法：将标准器工作探头置于温湿度箱工作室的中心位置，被校传感器置于

工作室的有效空间内。按“升湿”或“降湿”的顺序控制温湿度校验箱的湿度值，当校验

箱的湿度达到湿度校准点并稳定30min后，分别读取标准器值和被校传感器的测量值，

正行程与反行程各读取一次，取平均值计算示值误差。

D.2测量模型

D.2.1模型公式

式中：∆�=�−(��+�0)

——传感器的湿度示值误差，%RH；

∆�——传感器正反行程湿度显示值的平均值，%RH；

�——标准器湿度读数值，%RH；

��——标准器湿度修正值，%RH。

D.2.2�0灵敏系数

∂∆�

�1==1

∂�

∂∆�

�2==−1

∂��

3∂∆�

�=0=−1

14∂�

JJF（黔）54－2021

D.2.3由不确定度传播律公式

222222222

�12�10�0

C.2.4�标准∆�不确=定度��主要�来+源��(�)+��(�)=��+�(�)+�(�)

标准不确定度的主要来源：包括传感器示值重复性测量引入的标准不确定度、温湿度

箱的湿度波动度引入的标准不确定度与环境大气压的影响引入的标准不确定度以及标准

器湿度修正值引入的标准不确定度。

D.3全部输入量的标准不确定度评定

D.3.1传感器示值重复性测量引入的标准不确定度的评定

对于80%RH校准点，在重复性测量条件下连续测�量(�1)0次，得到湿度测量结果如下（单

位：％RH）：81.1,82.3,81.5,82.3,82.5,82.9,82.5,81.1,82.4,81.7。

n

2

(wiw)

si10.69%RH

n1

实际测量情况是在重复性条件下连续测量2次，以2次测量的平均值作为测得值，则

标准不确定度为：

�

D.3.2标准器湿度读数值引入的�标(�准)不=确定=度0.49%R的H评定

2

D.3.2.1温湿度箱的湿度波动度引入的标准不�确(�定�度)