磁電式轉(zhuǎn)速傳感器校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1871—20201磁電式轉(zhuǎn)速傳感器校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于采用電磁感應(yīng)工作原理的測(cè)量范圍不小于(1~10000)r/min的轉(zhuǎn)速傳感器的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG105轉(zhuǎn)速表JJG326轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置JJG1134—2017轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x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3.1轉(zhuǎn)速傳感器rotationalspeedsensor測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)速度的傳感器。3.2磁電式轉(zhuǎn)速傳感器electromagneticsensorofrotationalspeed采用電磁感應(yīng)工作原理的轉(zhuǎn)速傳感器。3.3測(cè)速齒輪measurementgearofrotationalspeed由導(dǎo)磁率大的金屬材料加工而成的漸開線環(huán)形齒輪,安裝在轉(zhuǎn)軸上用于轉(zhuǎn)速傳感器獲得脈沖信號(hào)。4概述磁電式轉(zhuǎn)速傳感器按其電磁感應(yīng)的工作原理主要包括以下類型:變磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流式轉(zhuǎn)速傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器等。有源或無源磁電式轉(zhuǎn)速傳感器,其測(cè)量方式均為非接觸式直接測(cè)量,感應(yīng)對(duì)象為帶有凸起或凹陷的磁性材料及導(dǎo)磁材料的被測(cè)物體。隨著被測(cè)物體的轉(zhuǎn)動(dòng),磁電式轉(zhuǎn)速傳感器輸出與旋轉(zhuǎn)速度及齒輪齒數(shù)相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào),通過計(jì)數(shù)儀表顯示測(cè)量的轉(zhuǎn)速值。5計(jì)量特性磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的計(jì)量特性見表1。JJF1871—20202表1磁電式轉(zhuǎn)速傳感器計(jì)量特性序號(hào)項(xiàng)目性能指標(biāo)1轉(zhuǎn)速示值誤差小于100r/min時(shí):±0.1r/min;不小于100r/min時(shí):±1r/min2轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性小于100r/min時(shí):0.1r/min;不小于100r/min時(shí):1r/min注:以上指標(biāo)不用于合格性判別,僅供參考。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1溫度為(23±5)℃,相對(duì)濕度≤85%。6.1.2電源電壓的變化應(yīng)在(220±22)V內(nèi)。6.1.3周圍環(huán)境無影響校準(zhǔn)的污染、振動(dòng)、電磁干擾等。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備見表2。表2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備名稱技術(shù)要求轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置在被校轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)或擴(kuò)展不確定度(k=3)應(yīng)不大于被校轉(zhuǎn)速傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)或擴(kuò)展不確定度的1/3數(shù)字頻率計(jì)頻率范圍:1Hz~1MHz;開機(jī)準(zhǔn)確度:1×10-6;日穩(wěn)定度:1×10-6測(cè)速齒輪導(dǎo)磁率大的金屬材料加工成漸開線齒形,常見齒數(shù)為1、3、15、30、60,齒輪模數(shù)為2~4,齒寬大于5mm7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)目見表3。表3校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目1轉(zhuǎn)速示值誤差2轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性7.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前檢查7.2.1.1轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)配有說明書及全部必備附件。用手感、目測(cè)的方法進(jìn)行檢查,轉(zhuǎn)速傳感器外形結(jié)構(gòu)應(yīng)完好,各緊固件應(yīng)無松動(dòng),無影響正常工作的機(jī)械損傷。37.2.1.2轉(zhuǎn)速傳感器按照其使用說明中注明的安裝方法和連接要求工作時(shí),各部分應(yīng)能正常工作。7.2.2轉(zhuǎn)速示值誤差及轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性7.2.2.1試運(yùn)轉(zhuǎn)首先將裝有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)速齒輪的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置按說明書進(jìn)行預(yù)熱,將被校轉(zhuǎn)速傳感器按使用說明書要求安裝固定在支架上,并用導(dǎo)線正確連接數(shù)字頻率計(jì)及直流穩(wěn)壓電源(如必要)。為獲得較佳測(cè)量信號(hào),安裝時(shí)應(yīng)注意:1)轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)正對(duì)齒面安裝,中線與測(cè)速齒輪軸心線垂直并相交;2)轉(zhuǎn)速傳感器前端面與齒頂間隙需合適,建議安裝間隙在(0.5~1.5)mm(模數(shù)較小時(shí)),尤其磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)盡可能縮小與齒頂間距;3)有安裝方向標(biāo)識(shí)的轉(zhuǎn)速傳感器,應(yīng)按傳感器說明書要求的方向安裝。確認(rèn)轉(zhuǎn)速傳感器能正常進(jìn)行測(cè)量后,選定校準(zhǔn)點(diǎn)1000r/min進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),待數(shù)字頻率計(jì)正常顯示被校轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)速值時(shí),準(zhǔn)備進(jìn)行示值校準(zhǔn)。7.2.2.2校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇在被校轉(zhuǎn)速傳感器的量程內(nèi)均勻選定至少6個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),或者根據(jù)用戶的需要選定校準(zhǔn)點(diǎn)。建議包括的校準(zhǔn)點(diǎn)見表4。表4建議包括的校準(zhǔn)點(diǎn)r/min序號(hào)類型建議包括的校準(zhǔn)點(diǎn)1火力發(fā)電大機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3000、3300、36002火力發(fā)電汽動(dòng)給水泵小汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器3000、5000、70003風(fēng)機(jī)類輔機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器500、1000、15007.2.2.3轉(zhuǎn)速示值誤差和轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性的測(cè)量將轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置分別調(diào)到校準(zhǔn)點(diǎn)的參考轉(zhuǎn)速值,待轉(zhuǎn)速輸出穩(wěn)定后,在同一校準(zhǔn)點(diǎn)連續(xù)讀取并記錄連接被校轉(zhuǎn)速傳感器的數(shù)字頻率計(jì)的10次測(cè)量示值。n=60(1)式中:n—校準(zhǔn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速測(cè)量值,r/min;f—數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量頻率示值,Hz;z—標(biāo)準(zhǔn)測(cè)速齒輪齒數(shù)。δ=n-n0(2)式中:δ—校準(zhǔn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速示值誤差,r/min;JJF1871—20204 n—校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量平均值,r/min;n0—校準(zhǔn)點(diǎn)參考值,r/min。每一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性按照式(3)計(jì)算:b=nmax-nmin(3)式中:b—校準(zhǔn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速示值變動(dòng)性,r/min;nmax—校準(zhǔn)點(diǎn)10次測(cè)量中的最大值,r/min;nmin—校準(zhǔn)點(diǎn)10次測(cè)量中的最小值,r/min。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的轉(zhuǎn)速傳感器,出具校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告,內(nèi)容詳見附錄B。9復(fù)校時(shí)間間隔根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)際使用情況自主決定,建議復(fù)校時(shí)間間隔為1年。JJF1871—20205附錄A磁電式轉(zhuǎn)速傳感器校準(zhǔn)記錄格式送校單位校準(zhǔn)地點(diǎn)制造廠型號(hào)規(guī)格出廠編號(hào)校準(zhǔn)設(shè)備證書編號(hào)環(huán)境溫度℃相對(duì)濕度%計(jì)量性能參考轉(zhuǎn)速值r/min測(cè)量示值r/min示值變動(dòng)性r/min測(cè)量平均值r/min示值誤差r/min示值誤差測(cè)量不確定度r/min校準(zhǔn)員核驗(yàn)員校準(zhǔn)日期JJF1871—20206附錄B磁電式轉(zhuǎn)速傳感器校準(zhǔn)證書內(nèi)容校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映,至少包括以下信息:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)證書的唯一性標(biāo)識(shí)(如證書編號(hào)),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí);d)客戶的名稱和地址;e)被校磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的描述和明確標(biāo)識(shí);f)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期或校準(zhǔn)證書的生效日期;g)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí),包括名稱及代號(hào);h)本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;i)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;j)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明;k)校準(zhǔn)員及核驗(yàn)員的簽名;l)校準(zhǔn)證書批準(zhǔn)人的簽名;m)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明;n)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書或報(bào)告的聲明。JJF1871—20207附錄C轉(zhuǎn)速示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定C.1測(cè)量方法采用直接測(cè)量法。以轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置作為標(biāo)準(zhǔn)器,測(cè)量范圍為(20~30000)r/min,測(cè)速齒輪齒數(shù)為60齒。在重復(fù)性條件下,用被校磁電式轉(zhuǎn)速傳感器(傳感器前端面與齒頂間隙為1mm)對(duì)轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行10次測(cè)量,通過數(shù)字頻率計(jì)讀取10次測(cè)量結(jié)果的平均值作為被校轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量示值,與轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置的參考轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比較,計(jì)算被校轉(zhuǎn)速傳感器示值誤差。并依據(jù)JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》對(duì)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定。C.2測(cè)量模型以3000r/min校準(zhǔn)點(diǎn)為例分析測(cè)量不確定度,磁電式轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速示值誤差的測(cè)量模型如公式(1):δ=n-n0(C.1)式中:δ—校準(zhǔn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速示值誤差,r/min;n—校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量平均值,r/min;n0—校準(zhǔn)點(diǎn)的參考轉(zhuǎn)速值,r/min。C.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式和靈敏系數(shù)由測(cè)量模型可知,磁電式轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的主要不確定度來源有以下三個(gè):1)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1;2)數(shù)字頻率計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2;3)轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。其靈敏系數(shù)分別為:c1=c2==1c3==-1測(cè)量模型公式中各不確定度不相關(guān),故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為:uc2(δ)=cu+cu+cuC.4輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定C.4.1磁電式轉(zhuǎn)速傳感器重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1采用A類評(píng)定方法,在重復(fù)性條件下,將轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置轉(zhuǎn)速示值調(diào)至3000r/min,連續(xù)讀取并記錄10次測(cè)量示值,用貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差s,測(cè)量結(jié)果見表C.1。 s=(n-n)2(C.2)JJF1871—20208式中:ni—第i次測(cè)量的測(cè)得值,r/min; n—10次測(cè)量所得一組測(cè)得值的算術(shù)平均值,r/min。表C.1重復(fù)性測(cè)量結(jié)果一覽表測(cè)量序號(hào)測(cè)量示值r/min平均值r/min標(biāo)準(zhǔn)偏差r/min13000.0133000.0060.01223000.01233000.00043000.01753000.01362999.98173000.01582999.99593000.000103000.01310次測(cè)量示值的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果,轉(zhuǎn)速傳感器重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:u1==0.0037r/minC.4.2數(shù)字頻率計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2采用B類評(píng)定方法,數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)可以按準(zhǔn)確度等級(jí)為0.005間半寬a=0.15r/min,均勻分布,k=,數(shù)字頻率計(jì)引入u2==0.0866r/minC.4.3轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3采用B類評(píng)定方法,轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置擴(kuò)展不確定度為Urel=1×10-4(k=3),轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為:u3=ln0=0.1000r/minC.5輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量見表C.2。JJF1871—2020表C.2輸出量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表序號(hào)不確定度來源評(píng)定方法標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量r/min靈敏系數(shù)ciui