JJG431-2014輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表

中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表2014-11-17發(fā)布2015-05-17實(shí)施國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布I引言 2引用文件 3術(shù)語和計(jì)量單位 3.2計(jì)量單位 4概述 5計(jì)量性能要求 6通用技術(shù)要求 6.1外觀 6.2風(fēng)向系統(tǒng)機(jī)械性能 6.3風(fēng)速系統(tǒng)機(jī)械性能 7計(jì)量器具控制 7.1檢定條件 7.2檢定項(xiàng)目 7.3檢定方法 7.4檢定結(jié)果的處理 7.5檢定周期 附錄A標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速計(jì)算方法 附錄B輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表檢定記錄格式 附錄C檢定證書/檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁格式 附錄D風(fēng)洞試驗(yàn)段流場均勻性和穩(wěn)定性檢測方法 ⅡJJF1002《國家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》、JJF1001《通用計(jì)量術(shù)語及定義》、JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)程修訂工作的基礎(chǔ)性系列本規(guī)程是根據(jù)JJF1002—2010《國家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》的規(guī)定，對JJG431—1986《DEM6型輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表》進(jìn)行修訂的。與JJG431—1986版相——更改了規(guī)程名稱，擴(kuò)大了適用范圍(見1);——計(jì)量性能要求僅規(guī)定了示值誤差要求(見5),通用技術(shù)要求中增加了風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速、風(fēng)杯啟動風(fēng)速的要求(見6.2.2、6.3.2);——更改了檢定條件，修改了微壓計(jì)和風(fēng)洞的技術(shù)要求(見7.1.1);——細(xì)化了檢定方法(見7.3)——更改了標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速的計(jì)算公式(見附錄A)——?jiǎng)h除了線性回歸方程和非線性誤差的數(shù)據(jù)處理；——更改了檢定周期(見7.5);——?jiǎng)h除了附錄3、附錄4、附錄5和附錄6;——增加了“檢定證書/檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁信息及格式”附錄(見附錄C);——增加了風(fēng)洞均勻性和穩(wěn)定性的檢測方法(見附錄D)。1本規(guī)程適用于測量上限不超過30m/s的指針式輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表(以下簡稱指針式風(fēng)速表)和數(shù)字式輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表(以下簡稱數(shù)字式風(fēng)速表)的首次檢定、后2引用文件JJF1001通用計(jì)量術(shù)語及定義凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；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)程。3術(shù)語和計(jì)量單位3.1.1風(fēng)杯啟動風(fēng)速startingwindvelocityofcup風(fēng)杯由靜止開始變?yōu)槟軌蜻B續(xù)轉(zhuǎn)動，風(fēng)速表能指示或顯示速度變化的最低風(fēng)速。3.1.2風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速startingwindvelocityofvane風(fēng)向標(biāo)由某一偏角釋放返回到與氣流方向相同時(shí)的最低風(fēng)速3.1.3阻塞比blockageratio風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)風(fēng)速表(包括安裝支架、風(fēng)速表啟動桿等控制件)迎風(fēng)面積與試驗(yàn)段3.2計(jì)量單位輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表使用的法定計(jì)量單位為米每秒，符號為m/s。輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表(以下簡稱風(fēng)速表)是用于測量風(fēng)速和指示風(fēng)向的便攜式手持儀表，主要由風(fēng)杯組、風(fēng)速指示系統(tǒng)、風(fēng)向系統(tǒng)和手柄等組成。風(fēng)杯組的三個(gè)風(fēng)杯在風(fēng)力的作用下轉(zhuǎn)動，其角速度與風(fēng)速成正比，風(fēng)杯的轉(zhuǎn)動通過機(jī)械傳動或光電感應(yīng)等方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出風(fēng)速值。當(dāng)風(fēng)的來向與風(fēng)向標(biāo)成某一交角時(shí)，風(fēng)對風(fēng)向標(biāo)產(chǎn)生壓力，該風(fēng)壓力矩使風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)，直至風(fēng)向標(biāo)正對風(fēng)的來向而停止轉(zhuǎn)按風(fēng)速指示系統(tǒng)的不同，風(fēng)速表可分為用指針指示風(fēng)速值的指針式風(fēng)速表和用數(shù)字顯示風(fēng)速值的數(shù)字式風(fēng)速表二種。指針式風(fēng)速表具有定時(shí)機(jī)構(gòu)，控制測量風(fēng)速的采樣時(shí)間為1min,指示風(fēng)速值為1min的平均風(fēng)速；數(shù)字式風(fēng)速表測量瞬時(shí)風(fēng)速。常見的指針式風(fēng)速表風(fēng)速部分外形結(jié)構(gòu)如圖1a)所示，數(shù)字式風(fēng)速表風(fēng)速部分外形結(jié)構(gòu)如圖21b)所示，風(fēng)速表風(fēng)向部分外形結(jié)構(gòu)如圖1c)所示。1一護(hù)杯環(huán)；2—風(fēng)杯；3—風(fēng)杯轉(zhuǎn)動軸；4-風(fēng)杯組(護(hù)杯環(huán)、三個(gè)風(fēng)杯和風(fēng)杯轉(zhuǎn)動軸);5—風(fēng)杯組固定螺絲；最大允許誤差為±(0.5m/s+0.02×v)(v為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速)。6通用技術(shù)要求風(fēng)速表應(yīng)有儀器名稱、制造廠家(或商標(biāo))、型號、測量范圍、最大允許誤差、出6.1.2外形結(jié)構(gòu)6.1.2.1風(fēng)向標(biāo)應(yīng)平整，并與風(fēng)向指針處在同一垂直平面內(nèi)。風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活平穩(wěn)6.1.2.2風(fēng)向標(biāo)的方向羅盤表面應(yīng)色澤均勻，方位標(biāo)志標(biāo)線應(yīng)正確、均勻、清晰、整6.1.2.4各風(fēng)杯的形狀和尺寸應(yīng)相同，各風(fēng)杯間的夾角應(yīng)相等。風(fēng)杯切口平面與風(fēng)杯36.1.3.1數(shù)字式風(fēng)速表各功能鍵應(yīng)能正常工作，不應(yīng)有影響計(jì)量性能的缺陷，6.1.3.2數(shù)字式風(fēng)速表顯示的數(shù)字應(yīng)清晰完整。風(fēng)杯停止時(shí)，其顯示值應(yīng)為“0.0”;6.1.3.3指針式風(fēng)速表的玻璃表朦應(yīng)無色透明，不得有影響讀數(shù)的缺陷。6.1.3.4指針式風(fēng)速表具有清零功能，清零后風(fēng)速指針對零線的偏移量不得超過一個(gè)刻度的1/5。6.1.3.5指針式風(fēng)速表的度盤應(yīng)平整，分度值不大于0.2m/s,表面顏色均勻，不得有影響讀數(shù)的斑點(diǎn)、劃痕等缺陷。所有標(biāo)字標(biāo)線應(yīng)清晰、均勻、整齊。6.1.3.6指針式風(fēng)速表的風(fēng)速指針應(yīng)平直，其指針尖端應(yīng)蓋住短刻線的1/2～3/4。風(fēng)速指針轉(zhuǎn)動應(yīng)平穩(wěn)無阻滯，不得與時(shí)間指針相互碰撞，也不得與度盤、表朦相碰。6.2風(fēng)向系統(tǒng)機(jī)械性能方向羅盤應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，制動可靠。在自由狀態(tài)下，其南方應(yīng)指向地磁南極，6.2.2風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速不大于1m/s。6.3風(fēng)速系統(tǒng)機(jī)械性能風(fēng)杯轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活平穩(wěn)并隨遇平衡，目視不得有軸向跳動或徑向擺動。風(fēng)杯轉(zhuǎn)動軸處風(fēng)杯啟動風(fēng)速應(yīng)不大于0.8m/s。6.3.3指針式風(fēng)速表的控制工作時(shí)間指針式風(fēng)速表定時(shí)機(jī)構(gòu)的控制工作時(shí)間應(yīng)為(60±1)s。計(jì)量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。7.1檢定條件皮托靜壓管(以下簡稱皮托管)和微壓計(jì)。皮托管應(yīng)選用L型標(biāo)準(zhǔn)皮托靜壓管，校準(zhǔn)系數(shù)為0.998～1.004;微壓計(jì)的測量上限不低于700Pa,最大允許誤差為±0.5Pa,a)風(fēng)洞風(fēng)洞試驗(yàn)段技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表1的要求。4技術(shù)指標(biāo)調(diào)速范圍均勻性穩(wěn)定性注：均勻性和穩(wěn)定性的描述見附錄D。b)氣壓計(jì)用于風(fēng)洞流場氣壓測量，準(zhǔn)確度等級為0.2級及以上。用于風(fēng)洞流場溫度測量，最大允許誤差：±0.5℃。d)濕度計(jì)用于風(fēng)洞流場相對濕度測量，最大允許誤差：±8%7.1.2環(huán)境條件溫度：(15～30)℃;相對濕度：不大于85%。7.2檢定項(xiàng)目風(fēng)速表檢定檢查項(xiàng)目見表2。序號檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查1外觀十十 2風(fēng)向標(biāo)方向羅盤定位十十十3風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速十4風(fēng)杯轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性十十十5風(fēng)杯啟動風(fēng)速十十十6指針式風(fēng)速表控制工作時(shí)間十十十7示值誤差十十十注：“十”表示應(yīng)檢項(xiàng)目，“一”表示可不檢項(xiàng)目，7.3.1.1將皮托管牢固安裝在風(fēng)洞試驗(yàn)段，其測頭軸線與風(fēng)洞試驗(yàn)段軸線平行，并對準(zhǔn)風(fēng)的來向。將皮托管的總壓接頭、靜壓接頭分別與7.3.1.2將被檢風(fēng)速表牢固安裝在風(fēng)洞試驗(yàn)段均勻區(qū)內(nèi)。風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)杯轉(zhuǎn)動平面應(yīng)水平。被檢風(fēng)速表距離標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速測量點(diǎn)后端(相對氣流來向)不小于150mm。7.3.1.3計(jì)算阻塞比。將被檢風(fēng)速表(包括安裝支架和控制件)在迎風(fēng)方向上的投影面積除以風(fēng)洞試驗(yàn)段均勻區(qū)面積，其比值不大于0.05時(shí)，方可進(jìn)行檢定。57.3.3風(fēng)向標(biāo)方向羅盤定位檢查解除方向羅盤制動，使其處于自由狀態(tài)，檢查羅盤指南方位是否指向地磁南極。7.3.4風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速檢查靜風(fēng)時(shí)將風(fēng)向標(biāo)分別轉(zhuǎn)動至與風(fēng)洞試驗(yàn)段軸線成20°及340流場風(fēng)速并測出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值(計(jì)算方法見附錄A),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為1.0m/s時(shí)停止增加風(fēng)速，觀察風(fēng)向標(biāo)是否轉(zhuǎn)動至氣流方向相一致并保持平衡。7.3.5風(fēng)杯轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性檢查將風(fēng)杯轉(zhuǎn)軸分別處于垂直狀態(tài)和水平狀態(tài)，吹動風(fēng)杯轉(zhuǎn)動，觀察風(fēng)杯轉(zhuǎn)動是否有軸向跳動或徑向擺動，當(dāng)風(fēng)速降至零后，觀察風(fēng)杯是否能緩慢減速并自然地停止在任意緩慢增加風(fēng)洞流場風(fēng)速并測出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值(計(jì)算方法見附錄A),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速為0.8m/s時(shí)停止增加風(fēng)速，觀察風(fēng)杯是否由靜止開始變?yōu)檫B續(xù)轉(zhuǎn)動并能指示或顯示速度7.3.7指針式風(fēng)速表控制工作時(shí)間檢查7.3.8示值誤差檢定7.3.8.1檢定點(diǎn)的選擇。在風(fēng)速表的測量范圍內(nèi)均勻地選取至少7個(gè)檢定點(diǎn)，其中應(yīng)包含測量范圍上限點(diǎn)和下限點(diǎn)。各檢定點(diǎn)可調(diào)在該檢定點(diǎn)士1m/s范圍內(nèi)，但檢定點(diǎn)上限可調(diào)低(1～2)m/s。7.3.8.2調(diào)整風(fēng)速至檢定點(diǎn)，穩(wěn)定1min后啟動風(fēng)速表計(jì)數(shù)。指針式風(fēng)速表計(jì)數(shù)期間，等時(shí)距讀取微壓計(jì)示值三次，取其算術(shù)平均值作為該檢定點(diǎn)的微壓計(jì)示值，時(shí)間指針停止轉(zhuǎn)動后，讀取被檢表風(fēng)速示值和試驗(yàn)段內(nèi)溫度、相對濕度及氣壓值；檢定數(shù)字式風(fēng)速表時(shí)，先讀取微壓計(jì)示值，再讀取被檢表風(fēng)速示值，重復(fù)二次，期間讀取試驗(yàn)段內(nèi)溫度、相對濕度及氣壓值，取二次微壓計(jì)示值和被檢表風(fēng)速示值的算術(shù)平均值作為該檢定點(diǎn)的微壓計(jì)示值和被檢表風(fēng)速示值。風(fēng)速表檢定記錄格式見附錄B。根據(jù)示值誤差檢定時(shí)測得的空氣溫度、濕度、氣壓和微壓計(jì)示值計(jì)算出各檢定點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速(計(jì)算方法見附錄A)。7.3.9.2示值誤差計(jì)算6經(jīng)檢定的風(fēng)速表，其計(jì)量性能和通用技術(shù)要求符合本規(guī)程的規(guī)定為合格，并出具檢定證書；檢定不合格的風(fēng)速表發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項(xiàng)目。檢定證書和檢定結(jié)果通知書的格式參見附錄C。風(fēng)速表的檢定周期一般不超過1年。JJG431—20147A.1用風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)的空氣溫度按式(A.1)計(jì)算出飽和水汽壓：ew——T溫度下的飽和水汽壓，Pa;T——試驗(yàn)段內(nèi)空氣溫度，K;k=1Pa;A、B、C、D均為常數(shù)，其值如下：A=1.2378847×10-5K-2B=-1.9121316×10-ZK-lC=33.93711047D=-6.3431645×103KA.2用風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)的空氣溫度、相對濕度和氣壓值按式(A.2)計(jì)算出空氣密度。T——試驗(yàn)段內(nèi)空氣溫度，K;P?——試驗(yàn)段內(nèi)氣壓，Pa;H——試驗(yàn)段內(nèi)空氣相對濕度，用小數(shù)表示；ew——T溫度下的飽和水汽壓，Pa。A.3再將空氣密度值和微壓計(jì)示值代入式(A.3)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值，ξ——皮托管校準(zhǔn)系數(shù)。8送檢單位記錄編號儀器名稱型號/規(guī)格儀器編號生產(chǎn)廠商允許誤差檢定地點(diǎn)檢定依據(jù)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器環(huán)境參數(shù)氣壓：(～)hPa,溫度：(～)℃,相對濕度：(～)%阻塞比一、檢定結(jié)果7.示值誤差：檢定點(diǎn)微壓計(jì)讀數(shù)/空氣密度標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速m/s被檢表示值m/s示值誤差m/s123平均溫度℃濕度%RH氣壓Pkg/m312平均三、其他說明：核驗(yàn)員：JJG431—20149附錄CC.1檢定證書/檢定結(jié)果通知書第2頁證書編號×××××××-×××X檢定機(jī)構(gòu)授權(quán)說明檢定環(huán)境條件及地點(diǎn)：℃相對濕度%檢定使用的計(jì)量(基)標(biāo)準(zhǔn)裝置測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差證書編號有效期至檢定使用的標(biāo)準(zhǔn)器測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差檢定/校準(zhǔn)證書編號有效期至C.2檢定證書檢定結(jié)果頁證書編號×××××××—×××× 注：僅首次檢定時(shí)檢查啟動風(fēng)速。注：僅指針式風(fēng)速表需測量風(fēng)速控制工作時(shí)間。7.示值誤差：單位為m/s序號標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速示值示值誤差8.其他說明；(以下空白)第×頁共×頁證書編號×××××××-×××× 3.風(fēng)向標(biāo)啟動風(fēng)速：;注：僅首次檢定時(shí)檢查啟動風(fēng)速。4.風(fēng)杯轉(zhuǎn)動平穩(wěn)性：4注：僅指針式風(fēng)速表需測量風(fēng)速控制工作時(shí)間。7.示值誤差：單位為m/s序號標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速示值示值誤差不合格檢定項(xiàng)目和內(nèi)容為：(以下空白)第X頁共×頁附錄DD.1范圍本方法適用于檢定輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表用風(fēng)洞試驗(yàn)段流場的均勻性和穩(wěn)定性的D.2檢測條件D.2.1環(huán)境溫度：15℃~30℃;D.3.1L型標(biāo)準(zhǔn)皮托靜壓管D.3.2數(shù)字式微壓計(jì)選用測量范圍為(0～1000)Pa,準(zhǔn)確度等級為0.05級及以上的數(shù)字式微壓計(jì)或測量上限不低于700Pa,最大允許誤差為±0.5Pa的數(shù)字式微壓計(jì)。D.3.3溫度測量儀器測量范圍：0℃~50℃;D.3.4相對濕度測量儀器測量范圍：10%～90%;最大允許誤差：±8%。D.3.5氣壓測量儀器測量范圍：500hPa～1060hPa;D.4檢測方法D.4.1.1測量點(diǎn)的布置取試驗(yàn)段安裝被檢儀器位置的橫截面作為檢測截面。將其分成面積相等的數(shù)十個(gè)正方形，每個(gè)正方形的中心為流速測量點(diǎn)位置(各測點(diǎn)間距為50mm～100mm)。圓形試驗(yàn)段截面等間距法測量點(diǎn)布置如圖D.1所示，其他形狀試驗(yàn)段截面測量點(diǎn)位置參考D.4.1.2流速點(diǎn)的選擇至少選擇10m/s、20D.4.1.3