JJG(气象)002-2011 自动气象站温度传感器检定规程

附件2：

中国气象局部门计量检定规程 JJG（气象）002-2011

自动气象站温度传感器

Temperature Sensor of Automatic Meteorological Station

2011-06-13发布 2011-10-01实施

中国气象局 发布

自动气象站温度传感器检定规程

Verification Regulation of

JJG（气象）002-2011

Temperature Sensor of Automatic

Meteorological Station

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）

王 军 （辽宁省气象计量站）

贺晓雷 （国家气象计量站）

参加起草人：

陈 征

周昌文

温晓清

（陕西省气象计量站）（安徽省气象计量站）（国家气象计量站）

目 录

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

2. 术语和计量单位................................................... 1

2.1 工作区域 .................................................. 1

2.2 稳定性 ...................................................... 1

2.3 温度均匀性 .................................................. 1

2.4 温度稳定性 .................................................. 1

2.5 计量单位 .................................................... 1

3. 概述............................................................. 1

4. 计量性能要求..................................................... 2

4.1气温......................................................... 2

4.2 地温 ........................................................ 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 .................................................... 3

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

自动气象站温度传感器检定规程

1. 范围

本规程适用于铂电阻温度传感器的首次检定、后续检定及修理后的检定。

2.术语和计量单位

2.1 工作区域 working area

检定设备中受检和标准计量器具敏感部分能够和可能触及到的，满足本规程相关指标要求的最大范围。

2.2 稳定性 stability

测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力

2.3 温度均匀性 degree of temperature homogeneity

在恒温控制条件下，恒温槽工作区域中任意两点间温度差值的绝对值。

2.4 温度稳定性 degree of temperature fluctuate

在恒温控制条件下，恒温槽工作区域任一点在规定时间内的温度变化量。用规定时间内所有测试位置最大和最小温差平均值的1/2加“±”号表示。

2.5 计量单位measurement unit

温度传感器检定使用“℃”为计量单位。

3. 概述

铂电阻温度传感器，是利用金属电阻值随温度变化的原理制成的测温传感器，电阻与温度的关系如式(1):

Rt=R0 (1+At+βt2 ) (1)

式中A、β为系数，其中A=α(1+δ

100)、β=-αδ⨯10-4， Rt、R0是温度为t

和0℃时的电阻值，R0=100Ω。表1是Pt100铂电阻的默认因数

表1 Pt100的默认因数

Type

Pt100

α 0.003850 β 0.10883 δ R0 1.49990 100Ω

由于铂金属的物理化学性能稳定，材料易于提纯，测温准确度高，复现性好，因此，自动气象站主要采用铂电阻传感器来进行温度和地温的测量。转换电路的作用是将随温度变化的电阻值转换为电压信号输出，测量原理如图1所示

图1 温度传感器测量原理图

进行温度测量时，恒流源I

0和运放电路始终处于稳定状态，通过切换测出

1

铂电阻Rt和R0（标准电阻）输出的电压值分别为Vt和V0

因为，V1=I0⨯Rt；V0=I0⨯R0

因此，Rt与V1 和V0之间的函数关系用式(2)表示：

V1R=R⨯(2) t0V0

将式(2)代入式(1)中，计算出空气温度t的值。此方法属于四线制测量，可消除引线电阻影响，提高了温度测量准确度。

4. 计量性能要求

4.1气温

测量范围：（-50～+50）℃

分辨力：0.1℃

最大允许误差： ±0.2℃

4.2 地温

4.2.1地表温

测量范围：（-50～+80）℃

分辨力： 0.1℃

最大允许误差： ±0.4℃

4.2.2 浅层地温(5～20cm)

测量范围：（-40～+60）℃

分辨力： 0.1℃

最大允许误差： ±0.3℃

4.2.3 深层地温(40～ 320cm)

测量范围：（-30～+40）℃

分辨力： 0.1℃

最大允许误差： ±0.2℃

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，铂电阻外护管不应有压痕，密封连接部分不应有开裂，开裂部分要做防水处理。

传感器应有型号、出厂编号等明显标志。对于使用过的温度传感器，重点检查外套管是否有压痕, 信号电缆及其与传感器之间的密封均应完好无损。

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

标准数字式铂电阻温度计

测量范围：(-60～+80)℃

分辨力：0.01℃

最大允差:±(0.03～0.06)℃

6.1.2 检定设备

恒温液体检定槽

2

温度调节范围：（-60～+80）℃(南方型：-30℃～+80℃)

温度波动度: ±0.02℃ (-30℃以下:±0.04℃)

均匀度： ±0.02℃ (-30℃以下:±0.04℃)

6位半多通道数据采集器

四线电阻测量

测量范围0.0Ω～1.0kΩ

分辨力：1.0mΩ

最大允差:±(读数的ppm+量程的ppm)

扫描开关寄生电势： ≤0.4ｕV

6.2 检定项目

6.2.1 外观检查

严格按照通用技术要求进行外观检查，目测传感器是否受到过挤压或踩压，尤其是传感器头部（敏感部位）要认真检查。仔细检查信号电缆与传感器连接处的密封程度。

6.2.2 性能检查

被检温度传感器（气温和地温）与标准数据采集器连接后要进行上电检查，在常温条件下与标准铂电阻温度计进行比较，检查被检温度传感器是否有电阻值输出，对比两者读数是否接近，如发现相差较大，应查明原因、排除故障后再进行正式检定。

外观检查和功能检查合格的温度传感器，才能进行示值误差检定，检定项目如下表所示：

检定项目表

6.3 6.3.1 检定前准备

检定前根据所检温度点将槽内灌入相关恒温液体（水或无水乙醇），将标准数字式铂电阻温度计的传感器、被检温度传感器（多支）头部对齐捆扎在一起放入恒温槽工作区域内（注意各传感器间不要碰触，也不要与测试室壁相碰。对于温湿一体的气温传感器（如HMP45D型）不能直接接触液体，应放入专用套管中）；也可以用专配的插表盘，将所有被检温度传感器插入插孔中，标准数字式铂电阻温度计的传感器插入中间插孔。被检温度传感器通过扫描开关与多路数据采集器连接，标准数字铂电阻温度计输出通过RS-232接口与计算机相连，分别打开标准数字温度计、多路数据采集器电源开关，上电预热15分钟后，才能开始温度传感器示值误差检定。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温度检定点的选择

温度检定点为：-50℃、-30℃、-10℃、0℃、+10℃、+30℃、+50℃。检定点也可根据实际使用范围选择，但0℃为必检点,检定点不应少于5个，间隔不大于30℃。

6.3.3 检定数据读取（采集）方法

3

按以上温度点及顺序调节槽温，当槽温达到设定温度并稳定后方可进行检定。每隔30秒钟读取（采集）一次标准器示值和被测温度传感器的输出值，连续读取（采集）4次。一个温度检定点检定完毕，紧接着调整下一个温度点，以下各温度检定点的示值读取（采集）次数、读取（采集）数据间隔、数据处理方法相同。检定记录格式见附录A1。

6.3.4 示值误差计算

用标准器的4次示值平均值，加上该温度点的修正值，作为温度标准值。被检温度传感器的4次读数值的平均值，减去标准值得出该温度点上的示值误差。计算公式如式(1)。如果温度传感器的输出值是电阻值,应换算成温度值。

∆Ti=T4-Ts4+∆t

式中： ∆Ti—温度传感器在各温度点的示值误差，℃；

T4—温度传感器各温度点上4次测量值平均值，℃； )

Ts4—标准器在各温度点上4次示值平均值，℃；

∆t—标准器在该温度点上修正值，℃。

被检温度传感器在所选温度检定点上的示值误差均满足技术要求时为合格。当某一个温度点或多个温度点的示值误差超出技术要求时，应将该温度传感器作不合格处理。

6.4 检定结果处理

经检定合格的温度传感器，发给检定证书(检定证书格式见附录B)，检定不合格的温度传感器，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温度点。

6.5 检定周期

温度传感器的检定周期一般为2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）当发现温度测量值出现异常时。

4

附录A

温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

5

附录B

检定证书封面格式式样

（检定机构名称）

Name for Institute of Verification

检 定 证 书

Verification Certificate

字第号

Certificate No.

计量器具名称

Name of Instrument

型号规格

Model/Type

制造厂

器具编号

送检单位

Applicant

检定结论

Conclusion

批准人 Approved by

(检定单位章) 核验员

Stamp Inspected by

检定员 Verified by 检定日期 年 月 日 Date of Verification Y M D 有效期至 年 月 日 Valid Date to Y M D

地址（ADD）: 邮编（Post Code）: 电话（Tel）: 传真（Fax）:

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