JJF 1939-2021  热式风速仪校准规范

温度：一般为15℃～30℃。 相对湿度：一般不大于80%。 大气压力：一般为 86kPa～106 kPa

6.2标准器及配套设备要求

器及配套设备应有有效的检定/校准证书给排水工艺、技术，

F 19392021

表2标准器及配套设备技术要求

示值误差和重复性。 7.2校准方法 7.2.1校准前的检查 7.2.1.1传感器测杆应笔直，上下调节活动自如。风向标志应清晰易见。 7.2.1.2指针风速仪仪表的玻璃表盖应无色透明，刻度盘应平整且分度线应清楚、匀 直、标字应正确。 7.2.1.3指针风速仪在非工作状态时，开关指示在“断”的位置，仪表指标在机械零 的位置。 7.2.1.4 数显风速仪的显示器应能正常清晰地显示数字。 7.2.1.5 数显风速仪在非工作状态时，电源接通时，显示器的显示值应为零。

7.2.2示值误差校准

7.2.2.1将被校风速仪的传感器放置在风洞工作段几何中心位置或风洞工作段来流流 场风速均匀区，风向标志对准风洞试验段轴向来流方向。采用单回流式风洞时，传感器 插入风洞处要密封，不得漏风。 7.2.2.2根据被校风速仪的测量范围，可以从以下工况点中选取校准风速点：0.15m/s 0.30m/s、0.50m/s、1.0m/s、2.0m/s、5.0m/s、10m/s、15m/s、20m/s、25m/s 30m/s。 每个校准风速点的实际风速与设定风速的最大偏差，风速<1m/s时为土0.05m/s； 风速≥1m/s时为士5%设定风速。 7.2.2.3各校准风速点的风速值调好后要稳定至少1min，确定风速值稳定后才能校 准。校准过程中的校准环境应符合本规范的要求。 7.2.2.4采用激光多普勒流速仪或标准热式风速仪作为标准器校准时，在标准器和被 校风速仪显示值稳定时进行读数，依次读取标准器测量值和被校风速仪示值3次。同时 记录环境温度、相对湿度和大气压力。按公式（1）计算示值误差：

一一某校准点被校风速仪示值的算术平均值，m/s U一某校准点标准器风速测量平均值，m/s。 7.2.2.5采用皮托管配合微差压计作为标准器校准时，在微差压计和被校风速仪显示 直稳定时进行读数，微差压计示值读取3次，被校风速仪示值读取3次。同时记录环境 温度、相对湿度和大气压力。按公式（2）计算标准器风速测量值，再按公式（1）计算 示值误差。

△力 —微差压计示值的算术平均值，Pa； K 一皮托管系数； t——环境温度，℃； P 一大气压力，Pa； 相对湿度，%； ew 温度为t（℃）时的饱和水汽压，Pa； e. =k X e(AT*+BT+C+)

示值误差的标准不确定度按公式（3）计

式中： u（）一一某个校准点下风速仪的示值误差标准不确定度，m/s; u（）一一被校风速仪测量重复性引入的不确定度，m/s； u（us）一一标准器引人的不确定度，m/s。 7.2.2.7示值误差的扩展不确定度按公式（4）计算：

F 19392021

U一一示值误差的扩展不确定度，m/s; k一一包含因子，k=2。 示值误差测量不确定度分析示例见附录A和附录B

在每个校准风速点，根据7.2.2.4或7.2.2.5读取的被校风速仪示值，按么 计算风速重复性：

u() 风速重复性，m/s； Umax、Umin 被校风速仪示值的最大值和最小值，m/s； C 极差系数，测量3次时，C=1.69

校准原始记录格式见附录C和附录D。按本规范要求校准后的热式风速仪发给校准 正书，校准证书格式见附录E。

复校时间间隔由使用者根据仪器使用情况、仪器本身性能等因素所决定，建议复 间间隔不超过1年

充速仪校准风速仪的示值误差测量不

采用激光多普勒流速仪进行热式风速仪示值误差校准。按本规范的校准方法，以 校准点分别为0.50m/s、2.0m/s、5.0m/s时为例，进行被校风速仪示值误差的 定度评定

风速仪：测量范围（0～30）m/s，分辨率

A. 1. 2 标准器

风洞：稳定性0.5%，均匀性1%，紊流度0.5%； 空盒气压表：量程（80～106）kPa，准确度0.07kPa； 温湿度表：温度量程（0～50）℃，扩展不确定度0.2℃（k=2）；湿度量程（0 100）%RH，扩展不确定度0.9%RH（k=2)

A. 1. 4测量结果

测量有关参数见表A.1

测量有关参数见表A.1

一某校准点风速仪示值的算术平均值，m/s；

A.3合成标准不确定度（计算公式）

由公式（A.1）可见，示值误差测量结果不确定度的来源主要有： a）被校风速仪测量的不确定度分量u（）； b）标准器的不确定度分量 u(α.)。

和。的不确定度互不相关，因此

A.4.1被校风速仪测量的不确定度分量u（）

F 19392021

u(8)=u()+()

被校风速仪测量的不确定度分量由被校风速仪重复性测量得到。校准风速点0.50m/s 时，重复性条件下被校风速仪3次测量值分别为0.48m/s、0.48m/s、0.49m/s。按 极差法计算标准差

则由被校风速仪重复性测量引人的标准不确定度

s(Uk)= =0.0059(m/s) 1. 69

X100%=0.0034（m/s) 3

同样的方法得到校准风速点2.0m/s和5.0m/s时，被校风速仪测量重复性引人 准不确定度分别为0.0034m/s和0.0068m/s。

A.4.2标准器的不确定度分量u（.）

激光多普勒流速仪引入的不确定度分量分为激光多普勒流速仪测量重复性引人的不 确定度和仪器本身引人的不确定度。 校准风速点0.50m/s时，激光多普勒流速仪测量3次读数分别为0.5003m/s 0.5001m/s和0.5008m/s，按极差法计算标准差：

=0.0004(m/s) 1.69

u1(）= s(Us,k) =0.0002(m/s） 3

激光多普勒流速仪的扩展不确定度为0.5%（k=2），按均匀分布，激光多普勒流 本身引人的标准不确定度为：

将风洞的稳定性计人激光多普勒流速仪测量的不确定度，风洞的稳定性要求 5%，按均匀分布，则风洞稳定性引入的不确定度为：

激光多普勒流速仪测量引入的标准不确定

0.5% X0.5004=0.0014（m/s)。 /3

同样的方法得到校准风速点2.0m/s和5.0m/s时，激光多普勒流速仪校准引入的 标准不确定度分别为0.0080m/s和0.035m/s。

根据公式（A.2），合成标准不确定度按下式计算得到：

计算结果见表A.2。 A.4.4扩展不确定度的计算

则U()=kXu.（），各校准风速点示值误差的扩展不确定度见表A.2。

表A.2各校准风速点示值误差的扩展不确定度

F 19392021

差压计校准风速仪的示值误差测量不

采用皮托管和微差压计进行热式风速仪示值误差校准。按本规范的校准方法，以 校准点分别为10m/s、20m/s、30m/s时为例，进行被校风速仪示值误差的不确 评定。

B.1.1被校热式风速仪

热线风速仪：测量范围（0~30）m/s，分辨率0.01m/s。

B. 1. 2 标准器

皮托管：皮托管系数K=1，准确度为土0.30%。 微压差计：量程（01600）Pa，最大误差为1Pa

风洞：稳定性0.5%，均匀性1%，紊流度0.5%。 空盒气压表：量程（80～106）kPa，准确度为0.07kPa。 温湿度表：温度量程（0～50）℃，扩展不确定度0.2℃（k=2）；湿度量程 （0～100）%RH，扩展不确定度0.9%RH（k=2）

校准时环境温度为19.4℃，相对湿度为37%，大气压力为101.9kPa。测量有关 参数见表B.1。

皮托管配合微差压计校准风速仪的示值误差的计算公式如下：

B.3合成标准不确定度（计算公式

由公式（B.1），示值误差测量结果不确定度的来源主要有： a）被校风速仪测量的不确定度分量u（）； b）标准器的不确定度分量u（U）。 和U的不确定度互不相关，因此

F 19392021

(8)=u()+(s

B.4.1被校风速仪测量的不确定度分量7

被校风速仪测量的不确定度分量由被校风速仪重复性测量得到。校准点10m/s时， 重复性条件下被校风速仪3次测量值分别为9.98m/s、10.02m/s、9.98m/s。根据极 差法计算标准差：

则由被校风速仪测量重复性引入的标准不确定度为：

=0.020(m/s) 1.69 1. 69

u()= s (Uk) =0.012（m/s) 3

按照同样的方法得到校准风速点20m/s和30m/s时，被校风速仪测量重复性引人 的标准不确定度分别为0.031m/s和0.041m/s

皮托管配合微差压计引人的不确定度包括皮托管、流场压差、温度、相对湿度、

气压力测量引人的不确定度，

1皮托管系数K的相对标准不确定度u

F 19392021

.乙，1皮托管系数人的相对协准不确定度让（八） 根据所用皮托管的校准证书，皮托管的系数K=1，准确度为士0.30%，按均匀 则皮托管系数K的相对标准不确定度为：

流场压差△力的不确定度分为流场压差测量重复性引入的不确定度和测量用微压计 及风洞引人的不确定度。 校准风速点为10m/s时，采用微差压计重复性测量3次压差△力的值分别为 60.4Pa、60.5Pa、60.6Pa。计算得到微差压计重复性测量的相对标准不确定度 u,(△p）=0.098%。 采用量程为1600Pa的微差压计测量流场压差，根据所用微差压计校准证书，最 大误差为1Pa，则微差压计引人的相对标准不确定度为：

X100%=0.95% 60.5X/3

将风洞的稳定性计人流场压差测量的不确定度，风洞稳定性要求为0.5%，按均 布，则风洞稳定性引入的相对标准不确定度为：

流场压差△力的相对标准不确定度：

0.5% =0.29% 3

Ap)=/0.098%+0.95%+0.29%=

按照同样的方法得到校准风速点20m/s和30m/s时，流场压差△p的相对标准不 确定度分别为0.38%和0.31%

用数显温湿度表进行温度测量。由数显温湿度表的校准证书可知，扩展不确定度 0.2℃（k=2），测试时环境温度t为19.4℃，则T的相对标准不确定度为：

B.4.2.4大气压力P的相对标准不确定度u.（B） 用空盒气压表进行大气压力测量。根据所用空盒气压表的校准证书，准确度为 0.07kPa，按均匀分布，测试时大气压力为101.9kPa，则大气压力p的相对标准不确 定度为：

ur(p)= 0.07 X 100% =0. 040% /3×101.9

4.2.5空气相对湿度的相对标准不确定度u.（） 用温湿度计进行空气相对湿度测量。根据所用温湿度计的校准证书，扩展不确定 U=0.9%RH（k=2），测试时相对湿度为37%，则空气相对湿度的相对标准不确

MF 19392021

0.9% X100%=1.2%

=（）+0.378u(ew）+0.378ew（） 根据公式（B.3）计算得到

=(p)+0.378"(ew）+0.3782ew() 根据公式（B.3）计算得到

(ew)= d (ew u(T)=(2AT+B )ewu(T)=14.025 7Pa a (T) T2

u(U)： u(s） U 0.17%2+÷×1.0%2+=×0.034%2+÷×0.000402=0.53%

根据测量的流场动压，根据公式（B.2）计算得到标准器风速测量值为10.00m/s。 则标准不确定度u（s）=u，（u。）×=0.53%×10.00=0.053（m/s）。 按照同样的方法，计算得到校准风速点20m/s和30m/s时，标准器测量的标准不 确定度分别为0.051m/s和0.069m/s

3.4.3合成标准不确定度的计算

根据公式（B.4）ppp，合成标准不确定度按下式计算得到：

计算结果见表B.2。

B.4.4扩展不确定度的计算

体育标准u.(8)=/u()+u(v)

表B.2各校准风速点示值误差的扩展不确定

热式风速仪校准证书内页格式