JJF（黔）52021《矿用液位传感器校准规范》

贵州省地方计量技术规范

JJF（黔）56-2021

贵州省地方计量技术规范

矿用液风位速传感器校准规范

CCaalliibbrraatitoinoSnpSecpiefciciaftiocnaftoiroMnifnoerWMaitenreLeWvienldSeSnpseoerdofSMenisnoer

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

2021-11-XX发布2022-02-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）56－2021

矿用液位传感器校准规范

1范围

本规范适用于压力式矿用液位传感器（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：

JJG875-2019数字压力计

JJG971-2019液位计

MT/T393-1995矿用差压传感器通用技术条件

MT/T825-1999矿用水位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概述

传感器是采用差压元件制成的智能液位测量仪表，常用于井下液位的测量。

传感器通常由电源电路、探头电路、放大电路、A/D转换电路、智能信号处理、显示

电路、信号输出电路等构成。传感器利用差压敏感元件取得压力信号，经智能信号处理后，

由数码管直接显示液位值，同时通过信号线输出相对应的信号。液位传感器原理见图1。

图1液位传感器原理图

1

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4计量特性

4.1示值误差

传感器示值的最大允许误差为±（a%FS+b）。其中a是传感器的准确度等级；FS是

传感器的满量程；b是传感器分辨率。

4.2信号传输误差

传感器模拟信号传输误差不大于示值的最大允许误差；数字信号传输误差不做要求。

4.3回程误差

回程误差不大于示值最大允许误差的绝对值。

4.4重复性

重复性不大于示值最大允许误差的绝对值。

注：以上技术指标不用于合格性判定，仅供参考。

5校准条件

5.1环境条件

5.1.1环境温度：(205)℃。

5.1.2相对湿度：≤75%。

5.1.3大气压力：（86～106）kPa。

5.1.4校准设备及被校传感器所处的附近应无明显的机械振动。

5.2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1。

表1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

数字压力计的最大允许误差的绝对值不大于被校传感器最大

1数字压力计允许误差绝对值的四分之一,测量范围大于或等于被校传感器

的测量范围。

2直流电流表测量范围：DC（0～30）mA；准确度等级：0.2级及以上。

3频率计测量范围：（0～3000）Hz；准确度等级：0.1级及以上。

4直流稳压电源输出电压：DC（0～30）V；输出电流：DC（0～3）A。

直流电阻：12.8Ω/km；分布电容：0.06µF/km；

52km仿真电路

分布电感：0.8mH/km。

6压力源压力校验台，测量范围大于或等于被校传感器的测量范围。

2

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6校准项目和校准方法

6.1校准项目

示值误差、信号传输误差、重复性。

6.2校准方法

6.2.1校准前准备

6.2.1.1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。

6.2.1.2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。

6.2.2示值误差

传感器在校准环境条件下放置2h后方可进行校准。对传感器预热15min以上。传

感器的示值误差校准按图2所示的方式连接。

按说明书要求对传感器的零点和满度进行调整，在以后整个校准过程中不得调整。

连接管路

压力校准设备被校准传感器直流稳压电源

压力源2km仿真电路频率计或直流电流表

图2传感器校准连接示意图

传感器的校准点不少于5点（含零点），所选取的校准点应均匀地分布在全量程范围

内，选满量程90%的点作为最高校准点。由测量下限到满量程读取正行程各校准点的显示

值，当达到满量程时，保持1min，然后逐步减至测量下限，并读取反行程各校准点的显

示值。校准中升压和降压应平稳，避免有冲击和过压现象，在各校准点上应待压力值稳定

后方可读数，传感器各校准点正行程示值与标准压力值对应的液位值之差即为该校准点的

示值误差。各校准点的示值误差按式（1）计算：

p

LLs（1）

iig

3

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式中：

△Li——传感器各校准点的示值误差，m；

Li——传感器各校准点正行程示值，m；

ps——校准设备各校准点的标准值，kPa；

33

——温度为20.0℃时，水密度取值1.0×10kg/m；

2

g——重力加速度,取值9.8m/s。

6.2.3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正行

程各校准点的直流电流表或频率计示值，当达到满量程时，保持1min，然后逐步减至测

量下限，并读取反行程各校准点的直流电流表或频率计示值。校准中升压和降压应平稳，

避免有冲击和过压现象，在各校准点上应待压力输出信号稳定后方可读数，传感器各点上

下行程输出信号的平均值对应的液位值和传感器各点的示值平均值之差即为传感器的信

号传输误差。输出信号平均值对应的液位值按式（2）计算，信号传输误差按式（3）计算。

GG

m0（2）

Gi(AiA0)

AmA0

式中：

Gi——传感器各校准点输出信号对应的液位值，m；

Ai——传感器各校准点输出信号的示值平均值，mA,Hz；

Am——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——传感器测量上限标称值，m；

G0——传感器测量下限标称值，m。

（3）

xGiLi

式中：

x——传感器各校准点的信号传输误差，m；

Gi——各校准点输出信号的平均值对应的液位值，m；

Li——传感器各校准点的示值平均值，m。

4

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6.2.4回程误差

回程误差可利用示值误差校准的数据进行计算。取同一校准点正、反行程示值之差的

绝对值作为传感器该校准点的回程误差。

6.2.5重复性

选取校准点为量程的50%，传感器重复性校准按图1所示的方式连接。重复测量6次，

重复性按式(4)进行计算。

n

2

(xix)

si1100%(4)

rn1

式中：

sr——单次测量的标准偏差，m；

x——6次示值的算术平均值，m；

xi——传感器第i次的示值，m；

n——测量次数。

7校准结果表达

7.1校准记录

校准原始记录格式见附录A。

7.2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：

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；

5

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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。

8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。

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附录A

矿用液位传感器校准原始记录格式

委托单位

仪器名称测量范围分辨率

型号出厂编号准确度等级

生产厂家

校准环境温度：℃相对湿度：％大气压力：kPa

校准依据

不确定度/准确

校准用标准测量范围度等级/最大允证书编号有效期至

许误差

校准结果

1、示值误差及回程误差

标准值标准值对应示值（m）扩展不确定度

回程误差示值误差

（kPa）液位值（m）上行程下行程U（k=2）

2、信号传输误差

传感器输出信号

传感器示值（m）

标准值标准值对应值（Hz）输出信号值转换各点信号传输误

（kPa）液位值（m）为液位值（m）差

上行程下行程上行程下行程

3、重复性

标准压力值示值1示值2示值3示值4示值5示值6重复性

校准结果不确定度：U=（k=2）。

校准员:核验员:校准日期:年月日

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附录B

校准证书内页格式

校准结果

标准值对

信号传输扩展不确定度

序号应液位值示值误差回程误差重复性

误差U（k=2）

（m）

1

2

3

4

5

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。

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附录C

矿用液位传感器示值误差的不确定度评定示例

C.1概述

C.1.1测量依据：JJF(黔)56-2021矿用液位传感器。

C.1.2测量环境条件：温度(205)℃。相对湿度：≤75%。

C.1.3测量设备：数字式压力计，准确度等级0.05级；量程范围（-100～250)kPa。

C.1.4测量对象：矿用液位传感器,量程为（0～10）m，输出为（4～20）mA，MPE：±2%FS。

C.1.5测量方法：校准前应做1～2次升压试验，然后由测量下限到满量程读取正行程各

校准点的显示值，当达到满量程时，保持1min后逐步减至测量下限，并读取反行程各校

准点的显示值。传感器各校准点示值与标准值对应的液位值之差即为传感器的示值误差。

C.2测量模型

C.2.1测量模型可用式（C.1）表示：

p

LLs（C.1）

iig

式中：

△Li——传感器各校准点的示值误差，m；

Li——传感器各校准点的示值，m；

ps——校准设备各校准点的标准值，Pa；

——液体密度，1.0×103kg/m3；

g——重力加速度,约9.8m/s2。

C.2.2灵敏度系数

输入量Li的灵敏系数：

Li

c11

Li

输入量ps的灵敏系数：

Li1

c2

psg

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C.2.3标准不确定度的主要来源

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、传感器

的分辨力引入的标准不确定度、标准器数字压力计的测量误差引入的标准不确定度。

C.3各输入量的标准不确定度评定

C.3.1输入量Li的标准不确定度u(Li)的评定

C.3.1.1传感器的测量重复性引入的标准不确定度分量u1(Li)，在重复性条件下，5m

校准点上做10次重复测量，重复性试验测量结果见表C.1。

表C.1重复性试验测量结果

测量序号12345

示值（m）5.025.045.015.085.03

测量序号678910

示值（m）5.095.005.045.065.05

n

2

LiL

si10.029m

n1

在实际测量过程中，测量结果为单次测量的示值，其标准不确定度分量为：

u1(Li)0.029m

C.3.1.2传感器的分辨力引入的标准不=确定�=度分量u2(Li)，采用B类方法进行评定。

由传感器说明书可知，仪器分辨力为0.01m，即区间半宽度为a=0.005m，假设为均匀分

布，即k=3，则

0.005

u2(Li)==0.003m

3

注：一般在重复性引入的标准不确定度分量和分辨力引入的标准不确定度分量两个中取其中一个

较大者作为输入量Li的标准不确定度。

所以输入量Li的标准不确定度u(Li)为：

u(Li)=0.029m

C.3.2输入量ps的标准不确定度u(ps