礦用溫度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測(cè)量范圍為（-20～200）℃的礦用溫度傳感器的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用下列文件：GB43067—2023煤礦用儀器儀表安全技術(shù)要求MT/T381—2007煤礦用溫度傳感器通用技術(shù)條件凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)coalminesafetymonitoringsystem指由主機(jī)、傳輸接口、監(jiān)測(cè)分站及各類型模擬量、開(kāi)關(guān)量等傳感器、斷電控制器、聲光報(bào)警器、電源箱、避雷器等設(shè)備組成，具有采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示、打印、聲光報(bào)警、控制等功能的監(jiān)控系統(tǒng)。4概述礦用溫度傳感器(以下簡(jiǎn)稱傳感器)是煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分之一，由數(shù)據(jù)處理單元、顯示單元、信號(hào)輸出單元和聲光報(bào)警裝置等組成，一般采用半導(dǎo)體元件、熱敏電阻或鉑電阻等作為敏感元件，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井井下作業(yè)環(huán)境、瓦斯抽放管路、機(jī)電設(shè)備硐室等地點(diǎn)的溫度變化。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定報(bào)警點(diǎn)傳感器能自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，監(jiān)控系統(tǒng)地面中心站主機(jī)實(shí)時(shí)接收?qǐng)?bào)警的超限電信號(hào)。傳感器組成如圖1所示：圖1礦用溫度傳感器組成示意圖5計(jì)量特性5.1示值誤差示值最大允許誤差為±2.5％FS。5.2重復(fù)性重復(fù)性不大于示值最大允許誤差的1/3。5.3響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間不大于10s。5.4信號(hào)傳輸誤差信號(hào)傳輸誤差不大于1.0%。僅適用于具有模擬信號(hào)傳輸功能的傳感器。5.5報(bào)警點(diǎn)偏差報(bào)警顯示值與報(bào)警點(diǎn)設(shè)定值的差值不超過(guò)最大允許誤差的1/2。5.6報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度應(yīng)不小于80dB（A）。注：以上所有計(jì)量特性技術(shù)指標(biāo)僅提供參考，不適用于合格性判定。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：（15～35）℃。6.1.2相對(duì)濕度：≤80％。6.1.3周圍無(wú)明顯影響正常工作的機(jī)械振動(dòng)和電磁干擾。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1校準(zhǔn)用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備應(yīng)符合表1要求。表1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求1標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測(cè)量范圍：（-30～200）℃，準(zhǔn)確度等級(jí)：二等。2恒溫槽溫度范圍℃溫度均勻性℃溫度波動(dòng)性℃/10min-20～00.02～0.30.01～0.20～950.01～0.195～2000.02～0.23冰點(diǎn)槽不確定度滿足：U≤0.04℃，k=2。4電子秒表MPE：±0.5s/d。5聲級(jí)計(jì)A計(jì)權(quán)：（30～130）dB，分辨力0.1dB，準(zhǔn)確度：二級(jí)。6頻率計(jì)測(cè)量范圍：（0～2000）Hz,分辨力：1Hz，穩(wěn)定度≤1×10-6。7數(shù)字多用表直流電流：（0～30）mA，直流電壓：（0～30）V，準(zhǔn)確度等級(jí)不低于0.5級(jí)。8直流穩(wěn)壓電源輸出電壓：（0～30）V，分辨力0.1V，輸出電流：（0～3）A，分辨力0.01A，穩(wěn)定度≤1%。92km模擬電纜或仿真電路直流電阻≤12.8Ω/km，分布電容≤0.06μF/km，分布電感≤0.8mH/km。注:也可以采用其他滿足技術(shù)指標(biāo)的設(shè)備。6.2.2校準(zhǔn)介質(zhì)校準(zhǔn)時(shí)恒溫槽內(nèi)使用介質(zhì)按照設(shè)備使用說(shuō)明書添加。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目詳見(jiàn)下表2。表2校準(zhǔn)項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)條款序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目對(duì)應(yīng)條款1外觀及通電檢查7.2.12示值誤差7.2.33重復(fù)性7.2.44響應(yīng)時(shí)間7.2.55信號(hào)傳輸誤差7.2.66報(bào)警點(diǎn)偏差7.2.77報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度7.2.87.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀及通電檢查目測(cè)檢查，傳感器的安全防爆標(biāo)志、標(biāo)識(shí)齊全，機(jī)殼無(wú)損傷或開(kāi)裂縫隙，各部件及敏感元件裝配可靠牢固，通電后數(shù)字顯示示值完整清晰，不影響正常使用。7.2.2校準(zhǔn)前傳感器的安裝和調(diào)整按圖2連接示意安裝傳感器線路。按傳感器說(shuō)明書要求對(duì)其進(jìn)行充分預(yù)熱，調(diào)整零點(diǎn)和示值；若說(shuō)明書未明確要求，則傳感器充分預(yù)熱后用冰點(diǎn)槽調(diào)整零點(diǎn)和傳感器滿量程一半的示值，此后不得再次調(diào)整。圖2校準(zhǔn)連接示意圖7.2.3示值誤差在校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇上，應(yīng)在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)選取5個(gè)以上校準(zhǔn)點(diǎn)，其中含零點(diǎn)和測(cè)量范圍上、下限，也可根據(jù)客戶需求選定校準(zhǔn)點(diǎn)。將傳感器敏感元件和標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)置于恒溫槽溫場(chǎng)同一水平面，以恒溫槽中心溫場(chǎng)為宜。由低溫到高溫依次升溫至各校準(zhǔn)點(diǎn)，每點(diǎn)待溫場(chǎng)和傳感器穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值和傳感器示值，并讀取相應(yīng)電信號(hào)值，每點(diǎn)共測(cè)量3次，取3次測(cè)量的算術(shù)平均值作為傳感器各校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量結(jié)果，按式（1）、（2）計(jì)算傳感器的示值誤差。δt=式中：δt——傳感器的示值誤差t——傳感器3次測(cè)量的算術(shù)平均值，℃；ts——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值，℃A——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的修正值，℃。式中：?t——傳感器的示值引用誤差R——傳感器的滿量程值，℃；7.2.4重復(fù)性設(shè)定恒溫槽溫場(chǎng)溫度為傳感器滿量程一半溫度值。將傳感器敏感元件置于冰點(diǎn)槽內(nèi)，示值穩(wěn)定后，放入恒溫槽溫場(chǎng)內(nèi)，穩(wěn)定后記錄示值，重復(fù)上述測(cè)量6次。按式（1）、（2）分別計(jì)算出示值的引用誤差，再按式（3）計(jì)算重復(fù)性s：（3）式中：s——示值的測(cè)量重復(fù)性，%；x——6次示值引用誤差的算術(shù)平均值，%；xi——傳感器第i次的示值引用誤差，%7.2.5響應(yīng)時(shí)間將傳感器敏感元件置于25℃恒溫槽溫場(chǎng)內(nèi)，待示值穩(wěn)定后，記錄傳感器顯示值，然后將敏感元件放入冰點(diǎn)槽中，待示值穩(wěn)定后，迅速將敏感元件放入25℃溫場(chǎng)內(nèi)，同時(shí)啟動(dòng)秒表，記錄傳感器的示值達(dá)到原示值90%所需要的時(shí)間，重復(fù)測(cè)量3次，取其算術(shù)平均值為傳感器的響應(yīng)時(shí)間。7.2.6信號(hào)傳輸誤差用直流穩(wěn)壓電源按傳感器說(shuō)明書為其供電，在傳感器信號(hào)輸出端接入2km模擬電纜或仿真電路，其末端接上對(duì)應(yīng)的信號(hào)測(cè)試設(shè)備。在7.2.3示值誤差各校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量過(guò)程中，同時(shí)讀取對(duì)應(yīng)溫度輸出的電信號(hào)值Pi，每點(diǎn)測(cè)量記錄3次，計(jì)算出各點(diǎn)的示值算術(shù)平均值x和輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P，按式（4）將輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算為傳感器溫度值GG式中：G——輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算的傳感器溫度值，℃。Gm——G0——輸出電信號(hào)下限對(duì)應(yīng)的傳感器溫度值，℃Pm——輸出電信號(hào)上限標(biāo)稱值，mA或HzP0——輸出電信號(hào)下限標(biāo)稱值，mA或HzP——輸出信號(hào)的算術(shù)平均值，mA或Hz；再按下式（5）計(jì)算傳感器各點(diǎn)的信號(hào)傳輸誤差，取其中最大值為信號(hào)傳輸誤差。?式中：?x——信號(hào)傳輸誤差，%G——輸出信號(hào)的算術(shù)平均值P換算的傳感器溫度值，℃；x——示值的算術(shù)平均值，℃。7.2.7報(bào)警點(diǎn)偏差將恒溫槽溫場(chǎng)溫度設(shè)定為傳感器報(bào)警點(diǎn)以下，把傳感器敏感元件放入恒溫槽溫場(chǎng)內(nèi)，緩慢升溫過(guò)報(bào)警點(diǎn)，當(dāng)傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)讀取示值，重復(fù)測(cè)量3次，取其算術(shù)平均值為傳感器報(bào)警值，按公式（6）計(jì)算報(bào)警點(diǎn)偏差。?式中：?A——A——報(bào)警平均值，℃；A——報(bào)警點(diǎn)設(shè)定值，℃。7.2.8報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度周圍環(huán)境噪聲應(yīng)小于50dB（A），將聲級(jí)計(jì)置于傳感器報(bào)警蜂鳴器軸心正前方1m處，測(cè)量3次，取其每次測(cè)量峰值的算術(shù)平均值作為聲級(jí)強(qiáng)度值。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的傳感器應(yīng)出具校準(zhǔn)證書，給出校準(zhǔn)結(jié)果以及校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度。校準(zhǔn)原始記錄格式見(jiàn)附錄A（推薦），校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式見(jiàn)附錄B（推薦）。9復(fù)校時(shí)間間隔傳感器的復(fù)校時(shí)間間隔是由儀器使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。建議復(fù)校時(shí)間間隔不超過(guò)12個(gè)月。附錄A礦用溫度傳感器校準(zhǔn)記錄格式（推薦）記錄編號(hào)：溫度：℃相對(duì)濕度：%委托單位：校準(zhǔn)地點(diǎn)：出廠編號(hào)：制造單位：型號(hào)：量程：℃校準(zhǔn)依據(jù)：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量范圍：不確定度/準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差：證書編號(hào)及有效期：校準(zhǔn)地點(diǎn)：□現(xiàn)場(chǎng)□實(shí)驗(yàn)室一、外觀及功能檢查：□符合□不符合二、示值誤差：標(biāo)準(zhǔn)值℃儀器示值/℃示值誤差%123平均值示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U=℃（k=2）三、重復(fù)性：%序號(hào)123456重復(fù)性測(cè)量值四、響應(yīng)時(shí)間：s序號(hào)123平均值測(cè)量值五、報(bào)警點(diǎn)偏差：（設(shè)定點(diǎn)：℃）℃序號(hào)123平均值測(cè)量值六、報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度（比A聲級(jí)）：dB序號(hào)123平均值測(cè)量值七、信號(hào)傳輸誤差：標(biāo)準(zhǔn)值℃測(cè)量次數(shù)123平均值輸出信號(hào)值轉(zhuǎn)換成溫度值℃信號(hào)傳輸誤差％傳感器示值℃輸出信號(hào)值mA或Hz傳感器示值℃輸出信號(hào)值mA或Hz傳感器示值℃輸出信號(hào)值mA或Hz傳感器示值℃輸出信號(hào)值mA或Hz傳感器示值℃輸出信號(hào)值mA或Hz校準(zhǔn)員核驗(yàn)員校準(zhǔn)日期年月日

附錄B礦用溫度傳感器校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)格式（推薦）校準(zhǔn)結(jié)果一、外觀及功能檢查：二、示值誤差：測(cè)量范圍℃標(biāo)準(zhǔn)溫度值℃校準(zhǔn)誤差%示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為：U=℃，k=2三、重復(fù)性：四、響應(yīng)時(shí)間：五、報(bào)警點(diǎn)偏差：六、報(bào)警聲級(jí)強(qiáng)度：七、信號(hào)傳輸誤差：以下空白（End）

附錄C礦用溫度傳感器示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定示例C.1概述C.1.1被校儀器：礦用溫度傳感器，測(cè)量范圍為（0～100）℃。C.1.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)，溫度范圍（50～100）℃。C.1.3環(huán)境條件：環(huán)境溫度（22±2）℃；相對(duì)濕度≤（37±3）％。C.1.4測(cè)量方法：依據(jù)本規(guī)范中示值誤差的校準(zhǔn)方法，將標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)和被校傳感器同時(shí)置于恒溫槽中，采用比較法進(jìn)行校準(zhǔn)。以90℃溫度點(diǎn)為例進(jìn)行不確定度分析。C.2測(cè)量模型式中：——傳感器在90℃的示值誤差，℃；——傳感器的示值，℃；——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的示值，℃；A——標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在90℃的修正值，℃。C.3靈敏系數(shù)各影響量的靈敏系數(shù)計(jì)算：C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定C.4.1輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.4.1.1被校傳感器的示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u傳感器分辨力為0.1℃，區(qū)間半寬度為0.05℃，按均勻分布處理，包含因子k=C.4.1.2被校傳感器測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u選定一臺(tái)測(cè)量范圍為（0～100）℃、分度值為0.1℃的傳感器在90℃溫度點(diǎn)進(jìn)行10次重復(fù)性測(cè)量，得到一組示值數(shù)據(jù)如下（℃）：88.9,89.0,89.1,89.2,89.1,89.2,89.2,89.1,89.2，89.3然后對(duì)其計(jì)算實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：由重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：由于重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2（t）大于傳感器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量C.4.2輸入量tsC.4.2.1恒溫槽溫度波動(dòng)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u90℃時(shí)恒溫槽的溫度波動(dòng)性不超過(guò)0.10℃/10min，區(qū)間半寬度為0.05℃，按均勻分布處理，包含因子k=uC.4.2.2恒溫槽溫度均勻性引入的