JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1934—2021
超声波风向风速测量仪器校准规范
Calibration Specification for Ultrasonic Anemometers
2021-12-08发布
2022-06-08实施
国家市场监督管理总局发布 JJF1934—2021
超声波风向风速测量仪器
校准规范 Calibration Specification for Ultrasonic Anemometers
JJF 1934—2021
归口单位：全国气象专用计量器具计量技术委员会主要起草单位：中国气象局气象探测中心参加起草单位：湖北省气象信息与技术保障中心
黑龙江省大气探测技术保障中心
新疆气象技术装备保障中心江苏省无线电科学研究所有限公司
本规范委托全国气象专用计量器具计量技术委员会负责解释 JJF1934—2021
本规范主要起草人：
边泽强（中国气象局气象探测中心）李松奎（中国气象局气象探测中心）刘昕 (中国气象局气象探测中心)
参加起草人：
曾涛 (湖北省气象信息与技术保障中心) 黄清治（黑龙江省大气探测技术保障中心）马静（新疆气象技术装备保障中心）周琦 (江苏省无线电科学研究所有限公司) JJF1934—2021
目 录
引言 1
(IⅡ) (1) (1 ) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (11) (16)
范围·· 2 引用文件· 3术语和计量单位 3.1 术语.. 3.2 ：计量单位· N
概述· 计量特性*
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5. 1 风速示值误差 5.2 风向示值误差… 5.3 风速方向误差 6 校准条件. 6.1环境条件： 6.2计量标准测量设备及其他设备
校准项目和校准方法· 7. 1 校准项目. 7. 2 校准方法· 8 校准结果的表达·
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复校时间间隔附录A 标准风速值计算方法附录B 超声波风向风速测量仪器校准记录（参考格式）附录 C 校准证书（参考格式) 附录 D 风速测量不确定度评定示例附录E 风向测量不确定度评定示例
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- JJF1934—2021
引言
JJF1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001《通用计量术语及定义》、 JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范编写工作的基础性系列规范。
本规范为首次发布。
Ⅱ JJF1934—2021
超声波风向风速测量仪器校准规范
1范围
本规范适用于测量二维风场的超声波风向风速测量仪器的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件： JJG431一2014轻便三杯风向风速表 QX/T8一2002气象仪器术语 QX/T84一2007气象低速风洞性能测试规范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 术语和计量单位
3.1术语 3.1.1风向winddirection
风的来向。 ［来源：QX/T8—2002，定义5.4.2]
3.1.2风速windspeed
单位时间内空气移动的距离。 ［来源：QX/T8—2002，定义5.4.3］
3.1.3超声波风向风速测量仪器ultrasonicanemometer
根据超声波在空气中的传播速度随风速的变化而改变的原理制成的测风仪器。 ［来源：QX/T8—2002，定义5.4.46
3.1.4风速方向特性directionalresponse
超声波风向风速测量仪器垂直安装，在水平方向的某一固定风速下，从任何方向测量所引起的误差。 3.2计量单位
风速计量单位为米每秒（m/s）；风向计量单位为度（°）。
4概述
超声波风向风速测量仪器是利用发送声波脉冲，测量接收端的时间或频率（多普勒变换）差别来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器。其外观示意如图1所示。
超声波风向风速测量仪器通常由发送端、接收端、支架、数据采集等部分组成。发送端和接收端在一定的距离上成等距平行，发送端发出声波，在顺向或逆向风的作用
1 JJF1934—2021
下，接收端接收到的时间就会产生时间差，利用这一时间差，可以理论推导出风速。通过几组发送端和接收端的交替发射和接收，可以计算出不同方向上声传播的时间差，再计算正交的风速分量，然后合成风向风速。
图1超声波风向风速测量仪器外观示意图
5计量特性* 5.1 风速示值误差
风速15m/s及以下风速示值误差不超过士0.5m/s，风速15m/s以上风速示值误差不超过士3%。 5.2风向示值误差
风向示值最大允许误差不超过土3° 5.3 风速方向误差
超声波风向风速测量仪器垂直安装，在10m/s水平方向风速下，任何方向下风速
示值误差不超过士0.5m/s。
*注：以上指标不作为合格性判据，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件
温度：（15～30）℃；相对湿度：不大于85%；大气压力：（500～1050）hPa。
6.2计量标准测量设备及其他设备
测量设备及其他设备主要技术指标见表1。
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表1标准器及配套设备
分类
名称皮托静压管微差压计角度编码器温度仪湿度仪气压计
主要技术指标
K取值范围（0.999~1.002），Url不大于0.5%
标准器
最大允许误差不大于0.5Pa
分度误差不大于0.1° 最大允许误差不大于0.5℃ 最大允许误差不大于8.0% 最大允许误差不大于2hPa
配套设备
稳定性≤0.5% 均匀性≤1.0% 气流偏角≤1.0°
风洞
校准项目和校准方法
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7. 1 校准项目
校准项目及对应的校准方法条款见表2。
表2校准项目表
校准方法对应条款校准方法见7.2.3 校准方法见7.2.4 校准方法见7.2.5
校准项目风速示值风向示值
风速方向特性
注：可根据实际应用需要，选择要校准的计量特性项目。
7.2校准方法 7.2.2校准前准备 7.2.2.1外观检查
用目测的方法，对超声波风向风速测量仪器的外观和结构进行检查并记录。 7.2.2.2标准器的安装
将标准皮托静压管牢固安装在风洞试验段流场均匀区内，皮托静压管的总压孔应朝向风的来向，皮托静压管探头与风洞轴线平行。皮托静压管的总压接头、静压接头分别与微差压计的测试端、参考端通过管路相连 7.2.2.3超声波风向风速测量仪器的安装
将超声波风向风速测量仪器垂直固定在风洞底座的水平旋转平台上，调节高度使超声波风向风速测量仪器感应部分位于风洞试验段截面积中心位置，超声波风向风速测量仪器位于皮托静压管测量探头后端（相对气流来向）。超声波风向风速测量仪器与皮托静压管探头的距离应不小于100mm。
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