矿用瓦斯抽采管道流量传感器校准规程

ICS31-070

CCSL15

团体标准

T/QGCMLXXXX—2022

矿用瓦斯抽采管道流量传感器校准规程

Minegasextractionpipeflowsensorcalibrationprocedures

（征求意见稿）

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

全国城市工业品贸易中心联合会发布

T/QGCMLXXXX—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由全国城市工业品贸易中心联合会提出并归口。

本文件主要起草单位：

本文件参与起草单位：

本文件主要起草人：

II

T/QGCMLXXXX—2022

矿用瓦斯抽采管道流量传感器校准规程

1范围

本文件规定了矿用瓦斯抽采管道流量传感器校准规程的术语和定义、构成及原理、计量特性、校准

环境、校准项目、校准方法、校准注意事项、校准结果记录、复校时间间隔。

本文件适用于矿用瓦斯抽采管道流量传感器的校准。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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

文件。

JJF1004-2004流量计量名词术语及定义

JJG（晋）14-2014矿用风速传感器检定规程

3术语和定义

JJF1004-2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

矿用瓦斯抽采管道流量传感器minegasextractionpipelineflowsensor

是利用卡曼涡街原理或压差式原理进行风速检测的工业用风速测量仪器。

4构成及原理

符合JJG（晋）14-2014中的概述内容。

5计量特性

5.1基本误差

符合表1所示。

表1示值误差

测量原理测量范围m/s基本误差m/s

0.4～15±0.3

卡曼涡街原理

0.5～25±0.4

0.4～15±0.2

压差原理

0.5～25±0.3

5.2工作电压范围与传输距离

传感器与关联设备的传输距离不小于2km，（电缆模拟参数单芯R=12.8Ω/km、L=0.8mH/km、

C=0.06μF/km）传感器工作电压在传感器上注明的工作电压的上下限时，关联设备的显示值或输出信号

值（换算为风速值）应符合表1的规定。

6校准环境

6.1环境条件

——温度：（15～25）℃；

1

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——相对湿度：≤75％；

——大气压力：（86～106）kPa；

——周围无影响正常校准电磁干扰；

——无露水、霜冻、雨水、阳光直射、无显著震动和冲击的场合等情况；

——校准设备及被校准传感器所处的附近应无明显的机械振动和外磁场（地磁场除外）；

——接通电源，仪器预热时间不少于15min，校准之前调整好零点，检定期间环境温度波动不大于

±1℃。

6.2测量标准及设备

——标准风洞：

风洞风速范围：测量下限不大于0.2m/s,测量上限不小于25m/s；

风洞工作段气流均匀性不大于1.5%；

风洞工作段气流稳定性不大于0.5%；

风洞工作段直径不小于300mm,同时风速传感器在工作段内的阻塞比不大于3%；

——皮托管:皮托管系数为0.998～1.004；

——微差压计：测量范围为（0～2500）Pa,最大允许误差±1.25Pa；

——大气压力计：最大允许误差土40Pa；

——温度计：测量范围（0～50）℃,分度值不大于0.2℃；

——直流稳压电源：输出电压为（0～30）V,输出电流为2A；

——频率计测量范围（0～2000）Hz,稳定度不大于1X10-6；

——电流表测量范围（0～20）mA,不低于0.5级。

7校准项目

——示值误差；

——输出信号误差；

——回程误差。

8校准方法

8.1校准前准备

——传感器应在校准环境条件下放置2h后方可进行校准；

——传感器的示值误差校准按图1所示的方式连接；

——传感器进行预热一般不少于15min。

8.2示值误差

正确连接微差压计与皮托管的接头，调整微差压计的零位。将传感器的转换部分固定在风洞工作段

中部，并使其风流通道轴线与风洞轴线平行，其平行度不大于5度，皮托管安装在距风洞内壁大于1/8

工作段直径的风速均匀区，调整好零点，应保证在每台传感器校准期间，环境温度波动不大于±1°C。

如图1所示。

2

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图1流量传感器校准连接示意图

表2测点范围

单位：m/s

测量范围测点

(0.3〜15)0.43691215

(0.5〜20)0.548121620

按表1内容选择测点。风洞风速应由低向高逐渐增高，待稳定到测点规定的风速后，读取微压计数

值、传感器显示值和输出信号值，取连续三次测值的算术平均值作为风速测定点的测量结果，示值误差

按式（1）计算：

—·········································································(1)

式中：△V——传感器各校准点示值误差，m/s；

Vs——标准风速，m/s；

Vi——传感器在某测点的风速显示值或输出信号换算成的风速值，m/s。

8.3输出信号误差

传感器的输出信号试验可与示值误差校准同时进行。由测量下限到满量程读取正行程各校准点的直

流毫安表或频率计示值，当达到满量程时，保持1min,而后逐步减至测量下限，并读取反行程各校准

点的直流毫安表或数字频率计示值。在各校准点上应待风速值及输出信号稳定后方可读数，每点重复三

次，传感器各校准点的输出信号（输出信号换算为风速值）的算术平均值与标准值之差即为传感器的示

值误差。输出信号对应的风速值按式（2）计算：

VmVo

V(PiPo)·····························································(2)

PmPo

式中：V——检测输出信号Pi对应的风速值，m/s；

Vm——输出电信号上限对应的风速值，m/s；

Vo——输出电信号下限对应的风速值，m/s；

pi——检测的输出信号，mA或Hz；

pm——输出电信号范围上限标称值，mA或Hz；

po——输出电信号范围下限标称值，mA或Hz。

8.4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的最大

值作为传感器的回程误差。

9校准注意事项

a)校准前需用专用清洁剂对被校准传感器进行清洁擦拭；

b)对被校准传感器进行外观检查，检查传感器外观有无破损，传感器名称、型号、制造厂商、出

厂编号、防爆标志等标识是否齐全；

c)校准需符合JJF（晋）46-2021规范，根据测试数据，计算出不确定度后，出具证书及原始记

录，然后黏贴标签。

3

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10校准结果记录

10.1校准数据处理

小数点后保留的位数应以舍入误差小于传感器最大允许误差的1/10倍为限，校准结果为舍入后的

数据。传感器校准结果记录于传感器校准记录，记录（式样）见附录A。

10.2校准证书

传感器校准后出具校准证书，校准证书应包括的信息及推荐的校准证书内页格式见附录B,经校准的

传感器发给校准证书，出具校准证书时应同时给出校准结果和测量结果的不确定度。

10.3测量结果测量不确定度评定

传感器示值误差测量结果的不确定度评定示例见附录C。当用户有要求时，可以对示值误差等计量

特性进行符合性判定，并将判定结论列于校准证书上。进行符合性判定时,应考虑测量结果的扩展不确

定度。

11复校时间间隔

传感器的校准状态与使用环境条件、使用者、本身质量等诸多因素有关，可根据实际情况自主决定

复校时间间隔。

4

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A

A

附录A

（资料性）

记录（式样）

矿用流量传感器校准原始记录

证书编号：

客户型号规格

器具名称出厂编号唯一性编号

不确定度/最

制造单位测量范围大允许误差/

准确度等级

环境条温度：℃

校准依据

件湿度：%RH

校准用计量标准装置

计量标准不确定度/准确度等级

名称测量范围有效期至

考核证书号/最大允许误差

校准用计量标准器

不确定度/准确度溯源证书

名称编号测量范围等级/最大允许误溯源机构名称编号/有效

差期

接收日期：年月日校准日期：年月日

校准地点

校准结果

外观与结构符合不符合

5

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标志与标识符合不符合

通电检查正常不正常

示值误差

风速显示值（m/s）风速传感器示值及输出信号值示值扩展不

标准值

123平均误差确度

（m/s平均

123m/m/m/m/（m/（k=2

）值HzHzHzHz

sssss））

m/s

m/s

m/s

m/s

m/s

m/s

正极—外壳负极—外壳信号输出端—外壳最小值

绝缘电阻

校准员：审核员：

6

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B

B

附录B

（资料性）

校准证书

校准证书

证书编号：XXXXXXXXX

客户

地址

器具名称

型号规格

出厂编号

制造单位

批准人

审核员

（校准专用章）

校准员

接收日期XXXX年XX月XX日

校准日期XXXX年XX月XX日

发布期至XXXX年XX月XX日

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校准说明

1.校准使用的计量标准：

不确定度/准确度等级/最

计量标准名称计量标准考核证书号测量范围有效期

大允许误差

2.依据/参照的技术文件（代号、名称）：

3.本次校准使用的计量标准器具及主要配套设备：

不确定度/准

溯源机构溯源证书

名称编号测量范围确度等级/最大允

名称编号/有效期

许误差

4.校准地点、环境条件：

地点：

温度：℃湿度：%RH

8

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校准结果

一、外观与结构：

二、通电检查：

三、示值平均值、扩展不确定度：

标准值（m/s）示值平均值（m/s）扩展不确定度U（k=2）

注：

1.本证书的校准结果仅对被校准器具有效。

2.未经本公司批准不得部分复制证书。

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C

C

附录C

（规范性）

不确定度评定

矿用风速传感器校准结果不确定度评定

C.1概述

C.1.1测量依据：JJF（晋）46-2021《矿用风速测量仪表校准规范》。

C.1.2环境条件：温度21℃；相对湿度45％。

C.1.3被测对象：矿用风速传感器。

C.1.4测量方法

矿用风速传感器的示值误差是通过与标准风速装置提供的标准风速值直接比对得到的。测量时将被

测仪表安装于标准风洞中，分别读取被传感器的显示值与标准风速值，其差值作为被传感器的示值误差。

C.2测量模型及不确定度来源分析：

C.2.1测量模型

以矿用风速传感器为例，其数学模型为：

574.22P(273.15t)

VV

zP

0

式中：

△V——示值误差，单位m/s

VZ——被检矿用风速传感器示值，单位m/s

574.22P(273.15t)

——标准风速值，单位m/s

P0

C.2.2不确定度来源

仪器校准结果的不确定度来源主要包括：

（1）被检矿用风速传感器引入的不确定度

u(vz)

（2）差压仪表引入的不确定度分量u(p)

（3）大气压力表引入的不确定度分量u(p0)

（4）温度仪表引入的不确定度分量u(t)

C.3计算分量的不确定度评定

C.3.1不确定度传播公式和灵敏系数

因各输入量均为独立测量的不同量，故各输入量不相关,依据不确定度传播率：

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22

22

2v2v2v2v2

uc(v)uc(vz)uc(P)uc(t)uc(P0)

vzPtP0

v

1

Vz

v574.22(273.15t)

-

P4PP0

v574.22P

-

t4(273.15t)P0

v574.22P(273.15t)

-3

P04P0

测量点（m/s）2.033.046.029.0112.0214.00

v

111111

Vz

v

-1.6-1.1-0.54-0.37-0.27-0.23

P

v

-0.0097-0.0141-0.0237-0.0294-0.0327-0.0341

t

v

-0.00003-0.00005-0.00003-0.00014-0.00018-0.00021

P0

C.3.2对矿用风速传感器选取6个测量点，其各个测量点对应的标准风速值、大气压值、温度值及动压

值如下表

大气压值p0温度值t动压值p

标准风速值vs（m/s）

(hPa)(℃)(Pa)

2.03929.9021.0p1=17.7

3.04929.9021.1p2=40.1

6.02929.9021.1p3=155.7

9.01929.9021.2p4=348.00

12.02929.9021.2p5=616.00

14.00929.9021.1p6=840.70

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C.4计算分量的不确定度评定

C.4.1被检矿用风速传感器引入的标准不确定度u(vz)

被检矿用风速传感器引入的不确定度主要为示值重复性引入的不确定度。依据规范传感器测量六个

点，各点重复做10次，根据贝塞尔公式计算进行评定：

n

2

(xix)

单次测量标准偏差si1

n1

表C.1矿用风速传感器显示值

测量点(m/s)2.033.046.029.0112.0214.00

12.083.016.028.9611.9213.95

22.093.016.048.9511.9113.96

32.073.036.048.9512.0013.98

42.083.026.028.9611.9313.91

52.073.036.038.9311.9413.92

62.093.026.028.9211.9313.95

72.083.036.038.9111.9213.94

82.083.016.028.9311.9313.95

92.073.006.018.9811.9113.96

102.053.016.038.9111.9213.95

平均值

2.0763.0176.0268.9411.93113.947

（m/s）

s1.17%1.06%0.97%2.36%2.60%2.00%

在平时的实际测量中，在重复条件下连续测量3组，即n=3,以其算术平均值作为测量结果，则其

s

重复性引入的标准不确定度为：u(vz)=,

3

同上得：

测量点（m/s）2.033.046.029.0112.0214.00

0.00681.56310.00623.81370.00682.9362

u(vz)（m/s）

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C.4.2差压仪表、大气压力表、温度仪表引入的的标准不确定度

（1）差压仪表引入的不确定度分量u(p)的评定

校准所使用的微差压计不确定度为U=0.2Pa，由此可得：

a0.2

u1(P)0.1Pa

k2

（2）大气压力表引入的不确定度分量u(p0)的评定

由大气压计使用说明书中得到其最大允许误差为±0.2hPa，假设为均匀分布k=3，

U0.2

u(P)0.11hPa11Pa

0k3

（3）温度仪表引入的不确定度分量u(t)的评定

由温度计校准证书得到其扩展不确定度：U0.1℃，k2

U0.1

u(t)0.05℃

k2

C.4.3各主要因素引起的不确定度分量

表C.2各主要因素引起的不确定度分量一览表

测量重复性引入的不微压计引入的温度计引入的大气压计引入的

测量点确定度分量不确定度分量不确定度分量不确定度分量

（m/s）vvvv

u(vz)

VzPtP0

2.0310.0068-0.160.1-0.00970.05-0.0000311

3.0410.0062-0.110.1-0.01410.05-0.0000511

6.0210.0056-0.0540.1-0.02370.05-0.0000311

9.0110.0137-0.0370.1-0.02940.05-0.0001411

12.0210.0151-0.0270.1-0.03270.05-0.0001811

14.0010.0116-0.0230.1-0.03410.05-0.0002111

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C.5合成标准标准不确定度及扩展不确定度

C.5.1合成标准标准不确定度

5.1合成标准不确定度：

合成标准不确定度计算公式为：2222

v2v2v2v2

uc(v)u(vz)u(P)u(t)u(P0)

vPtP

z0

测量点（m/s）2.033.046.029.0112.0214.00

uc(v)0.0180.0130.0080.0150.0160.013

C.5.2扩展不确定度：

取包含因子k=2,扩展不确定度计算公式为：

U=uc(v)2

各校准点的扩展不确定度如下表所示：

表C.3扩展不确定度

测量点（m/s）2.033.046.029.0112.0214.00

U=

0.0360.0260.0160.030.0320.026

（m/s）

C.6测量不确定度的报告和表示

测定器各校准点误差的测量结果的扩展不确定度如下表所示：

表C.4测量不确定度的报告和表示

测量点（m/s）扩展不确定度

2.03U=0.04m/s，k=2

3.04U=0.03m/s，k=2

6.02U=0.02m/s，k=2

9.01U=0.03m/s，k=2

12.02U=0.03m/s，k=2

14.00U=0.03m/s，k=2

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目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4构成及原理.........................................................................1

5计量特性...........................................................................1

6校准环境...........................................................................1

7校准项目...........................................................................2

8校准方法...........................................................................2

9校准注意事项.......................................................................3

10校准结果记录......................................................................4

11复校时间间隔......................................................................4

附录A（资料性）记录（式样）.......................................................5

附录B（资料性）校准证书.............................................................7

附录C（规范性）不确定度评定........................................................10

I