振动变送器校准规范编制说明.docx

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1、中华人民共和国国家计量技术法规振动变送器校准规范编制说明规范起草小组2024年02月振动变送器校准规范编制说明1任务来源振动变送器因其测量精度高、造价低廉、集成性高、体积小等优点广泛应用于电力行业，用来监测汽轮发电机组轴系、给水泵、风机设备的机械振动。振动变送器是一种将机械振动参量（机械振动速度、频率、加速度等）转换成规定的标准输出信号的器件或装置。主要用于工业过程振动参数的测量和控制。它利用压电材料将采集的振动信号转换成电流信号输出，工业上广泛采用的是用（010）mA、（420）mA或（0-5）V、（010）V电压来传输模拟量，且输出信号与机械振动参量之间有对应的函数关系（通常为线性函数）。

2、电流信号传输抗干扰能力强，且不会产生压降现象,从而对关键设备进行监测和保护。振动变送器按照工作原理的不同，能分为压电式、磁电式、电感式等。按结构可分为一体式和分体式（传感器加变送模块）等。目前还没有全国性的规程或规范对振动变送器进行计量，只能参照磁电式速度传感器或者振动位移传感器开展检测，没有相应的规范给出振动变送器的技术要求，不能满足振动变送器评测要求。国外也没有现成的法规可以借鉴。因此有必要对振动变送器的量传制定校准规范，使振动变送器的量值能得到有效溯源，确保使用的有效性，从而保证机组的安全、经济运行。为了规范和统一对振动变送器的评价方法，把好生产厂和使用部门的质量关，避免因实验结果不准确

3、，引起材料质量方面的纠纷；根据国家市场监督管理总局办公厅关于下达2021年国家计量技术规范制定、修订及宣贯计划的通知（市监计量发（2021）50号）文件，以及全国振动冲击转速计量技术委员会“国振计委第202125号”关于下发“2021年国家计量技术法规制定、修订计划的通知”，下达了振动变送器校准规范的制定任务，由XXXXXXXX院主持起草、XXXXXXXX有限公司、XXXXXX院、XXXXXX有限公司、XXXXXXXXX院等单位参加起草。规范起草小组于2021年8月启动规范编制工作。随后，起草小组在校准规范的制订过程中，对振动变送器进行了多次校准试验，对振动变送器的功能要求、技术指标、校准方法

4、等内容在参考了类似的国家规范（如JJG882-2019压力变送器）、企业标准（如江阴三电仪一振动变送器企业标准Q/320281DBJ032022、中滦科技股份有限公司企业标准Q/320281DBJ032022）的同时，确定了具体的标准仪器、校准项目和校准方法。2目的和意义制定振动变送器校准规范，就是更好地规范各种类型振动变送器的技术参数，规范地选择和使用适合的测量仪器及辅助设备、试验步骤、完善试验方法，正确评价振动变送器的技术性能。使振动变送器的校准有章可循，有规可依，校准结果让使用单位更有保障。这样才能适应科技发展的要求，确保我国量值溯源统一、准确、可靠，确保不致于因校准不当而带来影响，保证

5、振动变送器校准产品的质量及用于实验时所得实验结果的准确可靠。3、规范制订概况规范起草小组于2021年8月成立，对规范制订工作进行分工并定出工作计划。2021年8月至12月，完成了规范起草前期的资料收集和调研。2022年1月至7月，完成了规范初稿的起草，经起草小组多次修改后形成了征求意见稿。2022年8月至2022年10月，起草小组向全国计量技术机构及生产企业发出征求意见稿征求意见。2023年4月委员会进行初审，并提出初审意见。2023年5月至2024年1月，起草小组对部分内容进行了修改和完善,并补充了高频振动变送器的实验。4规范内容说明4.1 关于适用范围本校准规范适用于频率在(0.1-200

6、0)Hz的振动变送器，磁电式、电感式等的振动变送器在该频率范围外的技术指标误差较大，只有压电式的频响范围较宽，因此该频率范围基本上覆盖了市面上在用的振动变送器,其它频段的振动变送器可参考本规范进行校准。适用范围明确，在其界定的范围内，按需要力求完整；各项要求科学合理，并考虑实施的可行性和经济性。4.2 规范起草的技术依据规范给出了本规范编写的主要技术依据。本规范根据JJF1071国家计量校准规范编写规则、JJFloOI通用计量术语及定义、JJFlO59.1测量不确定度评定与表示等计量技术规范进行编写。本规范主要参考并引用了JJG134-2003磁电式速度传感器、JJG233-2008压电加速度

7、计、JJG644振动位移传感器、JJG676-2019测振仪、JJF1094-2002测量仪器特性评定、GBT20485.21-2007/IS016063-21:2003振动与冲击传感器校准方法第21部分：振动比较法校准等规范。4.3 概述该部分对振动变送器的结构、组成、功能和原理等进行了说明。同时根据部分专家的建议，为了更明确说明振动变送器的原理，增加了振动变送器原理框图等。振动变送器通常由两部分组成：振动传感器和信号调理单元。振动传感器主要是振动敏感单元；信号调理单元主要由测量单元、信号处理和转换单元组成，有些振动变送器具备显示单元。振动变送器按结构可分为一体化式和传感器加变送模块的分体式

8、；按工作原理可分为压电式、磁电式、电感式等。4.4 关于计量特性振动变送器的主要指标分为参考灵敏度、频率响应、幅值线性度。考虑该规范为校准规范，故不考虑绝缘电阻、绝缘强度、防护等级等性能，一般为企业制造要求，出厂时检验。如外壳防护等级是按标准规定的检验方法，确定外壳对人接近危险部件、防止固体异物进入或水进入所提供的保护程度，属于产品安全性能的要求，没有相应的技术上的要求，同时参照其它类型传感器的规程规范一般不涉及对防护等级的要求，因此不作为计量特性进行考虑。4.4.2振动变送器的参考灵敏度振动变送器的输出电信号与所承受的振动幅值之比为该传感器的参考灵敏度，其计算方法按下式计算：S=应a根据实测

9、其参考灵敏度的不确定度确定为5%,符合振动类传感器的一般要求。4.4.2振动变送器的频率响应。振动变送器的测量误差是指将振动参量转换成标准输出信号时产生的误差，主要分为频率响应和幅值线性度。频率响应指标:从变送器的出厂指标来看，有的变送器标示2%,如RS3102型；有的标称-3dB,如CA-YD-OlO型；有的标称10%,如SDJ-706YL型,PR6423/MMS3110,PR9268MMS3120型,330500型，TM0793V/PDM3201型，CEllo型；DZ38XEX1本安型振动变送器标称3%,但在实际测量中其频响指标在5%10%,同时，结合JJG676,JJG233,JJG13

10、4等的相关要求，不管其出厂指标如何，根据实测其频响暂定压电加速度式为5%、其他类型的士10%两个层次。4.4.3振动变送器的幅值线性度。同4.4.1一样，幅值线性度也按5%、10%两个层次判定，实测结果也基本符合。4. 5关于校准条件规定了校准时的环境条件和校准用计量器具，采用多数计量器具的检定适用的环境条件以及使用说明条件，确定校准环境条件。测量标准及其他设备，考虑到大部分省级计量院所都有振动标准装置,配合直流稳压源，数字万用表（或电流表）等常用设备，可以对振动变送器实现相应的校准。当然，所有的测量标准其技术参数仅为满足要求即可，并不限于表格所推荐的标准，绝对法振动标准装置也可能进行校准。优

11、于该表所列标准器的测量标准都可使用。4.6关于校准项目和校准方法4.6.1校准项目。由于振动传感器的技术指标一般来说有频率响应，幅值线性度等，并参照振动速度传感器、振动位移传感器、压电加速度计等，考虑振动变送器作为标准输出信号，加装数模转换等可以其它信号输出，因此选定参考灵敏度、频率响应，幅值线性度为其主要参量为校准项目。4.6.2校准方法。4.6.2.1校准前的检查变送器上应标出型号、出厂编号、测量范围等；表面无明显划痕等缺陷，安装基面应平整光滑。变送器的输出导线及各连接部件应配套齐全、完好、可靠。校准前需确认无影响计量特性的外观和机电功能方面的缺陷，振动变送器工作正常。4.6.2.2频率响

12、应频率响应：均匀地或按倍频程选取至少7个频率值（其中包含参考点（推荐80HZ或30Hz,增加16Hz,该频率点为制造企业常用标定点）,由振动标准装置给出适当的振动幅值，分别测量各频率点的输出电流，根据相应公式计算。4.6.2.3幅值线性度以振动变送器工作频率范围内的某一频率点（推荐80HZ或30Hz）,在其测量范围内均匀选取包括上限值、下限值在内不少于6个测量点。选取某一频率点，在该频率不变的情况下，由振动标准装置给出适当的振动幅值，分别测量被校振动变送器在不同幅值下的输出值，根据相应公式计算，根据初审意见反馈，给出了回归直线方程的计算公式。4.7关于校准结果的表达规定了校准后出具校准证书应包含的信息，校准项目都是固定格式，因此不再详述。4.8关于校准周期按照国家相关规定给出了关于复校时间间隔的处理建议，一般建议复校时间间隔为1年。4.9附录的设置根据编制的需要，设置了附录A振动变送器校准时接线图，对二线制、三线制的振动变送器接线图给出图示；附录B给出了振动变送器校准记录格式，以供参考；附录C给出了振动变送器比较法校准输出测量结果的不确定度评定。振动变送器校准规范起草组2024年02月