JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1431—2013
风电场用磁电式风速传感器
校准规范
Calibration Specification of Magnetoelectricity
Wind Sensor for Wind Farm
2013-10-25发布
2014-01-25实施
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1431—2013
风电场用磁电式风速传感器
校准规范 Calibration Specification of Magnetoelectricity Wind Sensor
JJF 1431—2013
for WindFarm
归口单位：全国压力计量技术委员会
主要起草单位：中国气象局气象探测中心
广东省大气探测技术中心
参加起草单位：广东省气候中心
本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释 JJF1431—2013
本规范主要起草人：
沙奕卓（中国气象局气象探测中心）畅世聪（中国气象局气象探测中心）李国森（广东省大气探测技术中心）
参加起草人：
宋丽莉（广东省气候中心）陈武框（广东省大气探测技术中心） JJF1431—2013
目 录
引言
(IⅡ) (1) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (7) (8) (9) (11) (13)
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 5
1
计量特性· 5.1 测量误差·. 5.2重复性… 5.3 回差 5. 4 线性· 6校准条件. 6.1环境条件 6.2计量标准 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7. 2 校准方法· 7.3 数据处理· 8 校准结果的表达· 附录A空气密度计算附录 B 风电场用磁电式风速传感器校准记录 （参考格式）附录 C 校准证书内页参考格式 ....... 附录 D 风速传感器测量误差不确定度评定示例 JJF1431—2013
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》编写，规范中的通用计量术语符合JJF1001一2011《通用计量术语及定义》，附录中给出的测量不确定度评定示例依据JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》进行。
本规范计量特性中的重复性、回差和线性均引用了GB/T18459一2001《传感器主要静态性能指标计算方法》的定义，但由于风速量在实际应用中通常采用绝对量，故本规范中的计量特性校准结果均给出各参数每个校准点的绝对量值。
本规范中的校准范围及计量特性的参考技术指标引用了GB/T18709一2002《风电场风能资源测量方法》中的相关参数
本规范为首次发布。
I JJF1431—2013
风电场用磁电式风速传感器
校准规范
1范围
本规范适用于风电场用磁电式风速传感器（以下简称风速传感器）3m/s～30m/s 范围的校准。
2 引用文件
JJF1001一2011通用计量术语及定义 GB/T7665一2005传感器通用术语 GB/T18459一2001传感器主要静态性能指标计算方法 GB/T18709一2002风电场风能资源测量方法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皮托管探头pitotstatichead
皮托管总压孔及静压孔所在的测量端。 3.1.2阻塞比blockageratio
试验段内仪器（包括安装支架）迎风面积与试验段流场均匀区横截面积之比。
3.1.3流场均匀区uniformspaceofvelocity
试验段内符合流速均匀性等技术指标的区域。 3.2计量单位
风速传感器输出量为频率，计量单位为赫兹，Hz。 4概述
风电场用磁电式风速传感器主要用于风电场建设前的风能评估。风速传感器主要包括转动部分和磁电感应与信号输出部分。转动部分由一个互成120°的三叉星形支架及三个空心杯组成，支架中心设计有旋转轴及安装杆（或轴套）。磁电感应与信号输出部分主要包括线圈及永久磁铁。风杯在风力的推动下受扭力矩作用旋转，带动磁铁相对线圈转动，在线圈中感应产生出与风速呈连续函数关系的近似正弦波信号。
5计量特性 5.1 测量误差 5.2重复性
1 JJF1431—2013
5.3回差 5.4线性
各参数的测量结果一般均不大于风速为0.5m/s对应的输出频率计算值。 注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件
环境温度：（15～30）℃；环境湿度：不大于90%RH；环境气压：（600～1050）hPa。
6.2计量标准 6.2.1主要技术指标
计量标准的风速范围应覆盖被校风速传感器要求的校准范围，不确定度应不大于客户要求的测量结果不确定度的1/2。 6.2.2组成
计量标准包括标准器及配套设备，其主要技术指标见表1。
表1标准器及配套设备测量范围
名称标准皮托静压管 (3~30)m/s 微差压计
分类
主要技术指标
取值范围（0.998～1.004），不确定度U范围 (0.1%~0.5%) 最大允许误差：士（0.3～0.5）Pa 最大允许误差：士（0.3～0.5)℃ 最大允许误差：±（5～10）%RH
标准器
(0~650）Pa (0~50)℃ (10~95)%RH (500~1050）hPa 最大允许误差：士（0.3～1.0）hPa
温度仪湿度仪气压计
稳定性≤0.5%/min 均匀性≤1.0%（由流场均匀性引入的不确定度分量≤0.3%）阻塞比≤5% 最大允许误差的绝对值≤0.001Hz；Vp-p的下限 ≤100mV，上限≥10V
配套设备 风洞
(3~30)m/s
(0~1000)Hz
频率计
注: 1表1中为标准皮托静压管的校准系数；U为标准皮托静压管的不确定度。 2表1中的Vp-p表示交流电压的峰峰值。
校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 2 JJF1431—2013
校准项目及对应的校准方法条款见表2。
表2校准项目一览表
校准项目
校准方法对应条款
外观检查机械性能检查测量误差重复性回差线性
检查内容见7.2.1 检查方法见7.2.2 传感器校准方法见7.2，测量误差数据处理见7.3.3.1 数据处理见7.3.3.2 数据处理见7.3.3.3 数据处理见7.3.3.4
注：可根据实际应用需要，选择要校准的计量特性项目及循环数。 7.2校准方法 7.2.1外观检查
对风速传感器的外观进行检查，记录产品名称、型号、出厂编号、量程、制造厂名、输出信号描述等。目力观测，风速传感器三个风杯及杯臂的几何形状应相同，无明显变形。 7.2.2机械性能检查
风杯旋转时应平稳，无跳动现象。风杯转轴处于水平状态时，拨动风杯至随机选择的位置，在自由状态下，风杯应能保持静止。 7.2.3校准前的准备工作 7.2.3.1标准器的安装
将标准皮托静压管（以下简称皮托管）牢固安装在风洞试验段流场均匀区内，皮托管的总压孔应朝向风的来向，皮托管探头与风洞轴线平行。皮托管的总压接头和静压接头分别与微差压计的测试端、参考端通过管路相连 7.2.3.2风速传感器的安装
将风速传感器牢固安装在风洞试验段中心区域皮托管后端，安装完成后风速传感器的风杯转动平面应处于水平状态。转动平面与皮托管探头之间的垂直距离应确保风杯旋转对皮托管的测量不造成扰动。风速传感器的输出端与频率计输入端相连 7.2.3.3微差压计的预热和置零
微差压计通电并预热。校准工作开始前，将微差压计置零。
7.2.4风速传感器的校准
a）校准风速点参照如下风速值及顺序选择：3m/s，5m/s，10m/s，15m/s， 20m/s，25m/s，30m/s。也可根据用户要求选点。
b）风速稳定后，同时读取微差压计和风速传感器输出值，读数应不少于三组。并读取试验段内温度、湿度及静压值。
c）校准从校准范围的下端点开始：以正反两个行程为一个测试循环，风速传感器
的校准一般进行两个循环，也可根据客户要求选择循环次数。
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国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1431—2013
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校准规范 Calibration Specification of Magnetoelectricity Wind Sensor
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for WindFarm
归口单位：全国压力计量技术委员会
主要起草单位：中国气象局气象探测中心
广东省大气探测技术中心
参加起草单位：广东省气候中心
本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释 JJF1431—2013
本规范主要起草人：
沙奕卓（中国气象局气象探测中心）畅世聪（中国气象局气象探测中心）李国森（广东省大气探测技术中心）
参加起草人：
宋丽莉（广东省气候中心）陈武框（广东省大气探测技术中心） JJF1431—2013
目 录
引言
(IⅡ) (1) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (7) (8) (9) (11) (13)
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 5
1
计量特性· 5.1 测量误差·. 5.2重复性… 5.3 回差 5. 4 线性· 6校准条件. 6.1环境条件 6.2计量标准 7校准项目和校准方法 7.1校准项目 7. 2 校准方法· 7.3 数据处理· 8 校准结果的表达· 附录A空气密度计算附录 B 风电场用磁电式风速传感器校准记录 （参考格式）附录 C 校准证书内页参考格式 ....... 附录 D 风速传感器测量误差不确定度评定示例 JJF1431—2013
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》编写，规范中的通用计量术语符合JJF1001一2011《通用计量术语及定义》，附录中给出的测量不确定度评定示例依据JJF1059.1一2012《测量不确定度评定与表示》进行。
本规范计量特性中的重复性、回差和线性均引用了GB/T18459一2001《传感器主要静态性能指标计算方法》的定义，但由于风速量在实际应用中通常采用绝对量，故本规范中的计量特性校准结果均给出各参数每个校准点的绝对量值。
本规范中的校准范围及计量特性的参考技术指标引用了GB/T18709一2002《风电场风能资源测量方法》中的相关参数
本规范为首次发布。
I JJF1431—2013
风电场用磁电式风速传感器
校准规范
1范围
本规范适用于风电场用磁电式风速传感器（以下简称风速传感器）3m/s～30m/s 范围的校准。
2 引用文件
JJF1001一2011通用计量术语及定义 GB/T7665一2005传感器通用术语 GB/T18459一2001传感器主要静态性能指标计算方法 GB/T18709一2002风电场风能资源测量方法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皮托管探头pitotstatichead
皮托管总压孔及静压孔所在的测量端。 3.1.2阻塞比blockageratio
试验段内仪器（包括安装支架）迎风面积与试验段流场均匀区横截面积之比。
3.1.3流场均匀区uniformspaceofvelocity
试验段内符合流速均匀性等技术指标的区域。 3.2计量单位
风速传感器输出量为频率，计量单位为赫兹，Hz。 4概述
风电场用磁电式风速传感器主要用于风电场建设前的风能评估。风速传感器主要包括转动部分和磁电感应与信号输出部分。转动部分由一个互成120°的三叉星形支架及三个空心杯组成，支架中心设计有旋转轴及安装杆（或轴套）。磁电感应与信号输出部分主要包括线圈及永久磁铁。风杯在风力的推动下受扭力矩作用旋转，带动磁铁相对线圈转动，在线圈中感应产生出与风速呈连续函数关系的近似正弦波信号。
5计量特性 5.1 测量误差 5.2重复性
1 JJF1431—2013
5.3回差 5.4线性
各参数的测量结果一般均不大于风速为0.5m/s对应的输出频率计算值。 注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。
6校准条件 6.1环境条件
环境温度：（15～30）℃；环境湿度：不大于90%RH；环境气压：（600～1050）hPa。
6.2计量标准 6.2.1主要技术指标
计量标准的风速范围应覆盖被校风速传感器要求的校准范围，不确定度应不大于客户要求的测量结果不确定度的1/2。 6.2.2组成
计量标准包括标准器及配套设备，其主要技术指标见表1。
表1标准器及配套设备测量范围
名称标准皮托静压管 (3~30)m/s 微差压计
分类
主要技术指标
取值范围（0.998～1.004），不确定度U范围 (0.1%~0.5%) 最大允许误差：士（0.3～0.5）Pa 最大允许误差：士（0.3～0.5)℃ 最大允许误差：±（5～10）%RH
标准器
(0~650）Pa (0~50)℃ (10~95)%RH (500~1050）hPa 最大允许误差：士（0.3～1.0）hPa
温度仪湿度仪气压计
稳定性≤0.5%/min 均匀性≤1.0%（由流场均匀性引入的不确定度分量≤0.3%）阻塞比≤5% 最大允许误差的绝对值≤0.001Hz；Vp-p的下限 ≤100mV，上限≥10V
配套设备 风洞
(3~30)m/s
(0~1000)Hz
频率计
注: 1表1中为标准皮托静压管的校准系数；U为标准皮托静压管的不确定度。 2表1中的Vp-p表示交流电压的峰峰值。
校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 2 JJF1431—2013
校准项目及对应的校准方法条款见表2。
表2校准项目一览表
校准项目
校准方法对应条款
外观检查机械性能检查测量误差重复性回差线性
检查内容见7.2.1 检查方法见7.2.2 传感器校准方法见7.2，测量误差数据处理见7.3.3.1 数据处理见7.3.3.2 数据处理见7.3.3.3 数据处理见7.3.3.4
注：可根据实际应用需要，选择要校准的计量特性项目及循环数。 7.2校准方法 7.2.1外观检查
对风速传感器的外观进行检查，记录产品名称、型号、出厂编号、量程、制造厂名、输出信号描述等。目力观测，风速传感器三个风杯及杯臂的几何形状应相同，无明显变形。 7.2.2机械性能检查
风杯旋转时应平稳，无跳动现象。风杯转轴处于水平状态时，拨动风杯至随机选择的位置，在自由状态下，风杯应能保持静止。 7.2.3校准前的准备工作 7.2.3.1标准器的安装
将标准皮托静压管（以下简称皮托管）牢固安装在风洞试验段流场均匀区内，皮托管的总压孔应朝向风的来向，皮托管探头与风洞轴线平行。皮托管的总压接头和静压接头分别与微差压计的测试端、参考端通过管路相连 7.2.3.2风速传感器的安装
将风速传感器牢固安装在风洞试验段中心区域皮托管后端，安装完成后风速传感器的风杯转动平面应处于水平状态。转动平面与皮托管探头之间的垂直距离应确保风杯旋转对皮托管的测量不造成扰动。风速传感器的输出端与频率计输入端相连 7.2.3.3微差压计的预热和置零
微差压计通电并预热。校准工作开始前，将微差压计置零。
7.2.4风速传感器的校准
a）校准风速点参照如下风速值及顺序选择：3m/s，5m/s，10m/s，15m/s， 20m/s，25m/s，30m/s。也可根据用户要求选点。
b）风速稳定后，同时读取微差压计和风速传感器输出值，读数应不少于三组。并读取试验段内温度、湿度及静压值。
c）校准从校准范围的下端点开始：以正反两个行程为一个测试循环，风速传感器
的校准一般进行两个循环，也可根据客户要求选择循环次数。
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