JJF(辽) 577-2025 矿用温度传感器校准规范

　　辽宁省地方计量技术规范

　　JJF(辽)577-2025

　　矿用温度传感器校准规范

　　Calibration Specification for Mining TemperatureSensors

　　2025-12-10 发布 2026-01-10实施

　　辽宁省市场监督管理局发 布

　　归口单位：辽宁省市场监督管理局

　　主要起草单位：抚顺市计量测试所

　　参加起草单位：辽宁尚禾测控科技有限公司

　　本规范委托抚顺市计量测试所负责解释

　　本规范主要起草人：

　　王樉 (抚顺市计量测试所) 张明月 (抚顺市计量测试所) 边丽艳 (抚顺市计量测试所) 王佳凝 (抚顺市计量测试所) 参加起草人：

　　王 琳 (抚顺市计量测试所)

　　冯 浩 (抚顺市计量测试所)

　　崔 杨 (辽宁尚禾测控科技有限公司) 目录

　　引言 II

　　1范围 1

　　2引用文件 1

　　3术语 1

　　4概述 1

　　5计量特性 2

　　5.1示值误差 2

　　5.2重复性 2

　　5.3响应时间 2

　　5.4 信号传输误差 2

　　5.5 报警点偏差 2

　　5.6 报警声级强度 2

　　5.7绝缘电阻 2

　　6校准条件 3

　　6.1 环境条件 3

　　6.2 测量标准及其他设备 3

　　7 校准项目和校准方法 4

　　7.1 校准、检查项目 4

　　7.2校准方法 4

　　7.3数据处理 6

　　8 校准结果表达 7

　　9复校时间间隔 8

　　附录A 矿用温度传感器校准原始记录参考格式 9

　　附录B 矿用温度传感器内页参考格式 11

　　附录C 矿用温度传感器示值误差测量结果不确定度评定示例 12

　　附录D 仿真电路技术要求 15

　　引言

　　JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和JJF1001-2011《通用计量术语及定义》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。 矿用温度传感器校准规范

　　1范围

　　本规范适用于测量范围为(-20～100)℃的矿用温度传感器的校准。

　　2引用文件

　　本规范引用下列文件：

　　GB 43067—2023 煤矿用仪器仪表安全技术要求

　　MT/T 381—2007 煤矿用温度传感器通用技术条件

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3术语

　　3.1信号传输误差 signal transmission error

　　输出电信号换算为温度值与传感器的显示值的差值。

　　3.2响应时间 response time

　　当温度出现阶跃变化时，温度传感器的输出量变化到相当于该温度阶跃量的90%所需要的时间，记为 T90。

　　4概述

　　矿用温度传感器是为矿井安全监测设计的关键设备，主要用于井下作业环境、通风巷道及密闭硐室内环境温度的连续监测与实时显示，确保作业区域温度处于安全阈值内。该装置通过感温元件精确感知监测点温度变化，并将采集的温度数据经由数据传输系统实时传输至中央监测监控系统，实现远程监控与数据分析，并具有报警功能。传感器主要由感温元件、数据处理单元、显示单元、声光报警装置、信号输出单元等组成。传感器结构示意图如图1 所示：

　　1、数据处理单元;2、固定装置;3、信号输出单元;4、显示单元;5、声光报警装置;6、感温元件。

　　图1 传感器结构示意图

　　5计量特性

　　5.1示值误差

　　示值最大允许误差为±2.5%FS。

　　5.2重复性

　　重复性不大于示值最大允许误差的1/3。

　　5.3响应时间(T90)

　　响应时间不大于10 s(水中)。

　　5.4 信号传输误差

　　信号传输误差不超过±2.5% FS。

　　5.5 报警点偏差

　　报警显示值与报警点设定值的差值不超过最大允许误差的1/2。

　　5.6 报警声级强度

　　报警声级强度应不小于80 dB(A)。

　　5.7绝缘电阻

　　传感器本安端与外壳之间，常温下，其绝缘电阻应不小于50 MΩ。 6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　6.1.1 环境温度：(15～35)℃。

　　6.1.2 相对湿度：≤80%。

　　6.1.3 周围无明显影响正常工作的机械振动和电磁干扰。

　　6.2 测量标准及其他设备

　　校准用测量标准及其他设备应符合表1要求。

　　表1 测量标准及其他设备 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 1 精密数字温度计 测量范围为(-20～100)℃;最大允许误差为±0.05℃。 温度标准器 2 恒温槽 测量范围：(-20～100)℃,温度均匀性≤0.1℃,温度波动性≤0.1℃/10min; 温度源 3 恒温箱 测量范围：(-20～100)℃,温度均匀性≤0.2℃,温度波动性≤0.2℃/10min; 温度源(适用于感温元

　　件无法放入恒温槽中的

　　传感器)

　　4 零度恒温器

　　(或其他可提供

　　0℃恒温温场设

　　备)

　　工作区域温度变化不得大于(0±0.05)℃

　　0℃温度源 5 电子秒表 MPE：±0.5s/d。 时间测量标准器 6 声级计 A计权：(30～130)dB，分辨力0.1dB，准确度：

　　2级。 声级强度测量标准器 7 频率计 测量范围：(0～10)kHz，稳定度≤1×10-4。 频率测量标准器

　　8

　　数字多用表 直流电流：(0～30)mA，准确度等级不低于0.5级。

　　电流测量标准器

　　9

　　直流稳压电源

　　输出电压：(0～30)V，分辨力0.1 V

　　电压源

　　10 2 km模拟电缆或仿真电路 直流电阻≤12.8Ω/km，分布电容≤0.06 μF/km，分布电感≤0.8 mH/km。

　　模拟远端电缆

　　11

　　绝缘电阻表

　　额定电压：500V，准确度等级：10级

　　绝缘电阻测量标准器 注: 也可以采用满足技术指标的其他设备。

　　7 校准项目和校准方法

　　7.1 校准、检查项目

　　7.1.1 检查项目:外观及通电检查、绝缘电阻

　　7.1.2 校准项目:示值误差、重复性、响应时间、信号传输误差、报警点偏差、报警声级强度

　　7.2校准方法

　　7.2.1 外观及通电检查

　　目测检查，传感器机壳无损伤或开裂缝隙，各部件及感温元件装配牢固，通电后显示正常。

　　7.2.2 校准前传感器的安装和调整

　　按图2连接示意安装传感器线路。按传感器说明书要求对其进行充分预热，调整零点和示值;若说明书未明确要求，则传感器充分预热后用零度恒温器调整零点和传感器满量程一半的示值，此后不得再次调整。

　　图2 校准连接示意图 7.2.3 示值误差

　　在整个测量范围内选取校准点，一般不少于5个，其中含零点和测量范围上、下限，也可根据客户需求选定校准点。

　　将传感器感温元件和精密数字温度计置于恒温槽，待温场工作区域稳定后，记录被测和标准示值，并读取相应电信号值，每点共测量3次，取3次测量的算术平均值作为传感器各校准点测量结果，由低温到高温依次校准其他温度点。

　　7.2.4重复性

　　设定恒温槽温场温度为传感器满量程一半温度值。将传感器感温元件置于零度恒温器内，示值稳定后，放入恒温槽温场内，稳定后记录示值，重复上述测量10次。

　　7.2.5响应时间

　　将传感器感温元件置于25℃恒温槽温场内，待温场稳定后，记录传感器显示值(原示值)，然后将感温元件放入零度恒温器中，待温场稳定后，迅速将感温元件放入25℃温场内，同时启动秒表，记录传感器的示值达到原示值90%所需要的时间，重复测量3次，取其算术平均值为传感器的响应时间。

　　7.2.6 信号传输误差

　　按传感器说明书规定的电压为其供电，将2km模拟电缆或仿真电路负载串接在传感器信号输出端，在仿真电路末端接上对应的信号测量设备。恒温槽(或恒温箱)温度由测量下限逐渐升至满量程，待各校准点温度稳定后，记录传感器示值，同时读取传感器输出信号，重复测量3次，计算出各点的示值平均值和输出信号平均值。

　　7.2.7 报警点偏差

　　将恒温槽温场温度设定为传感器报警点以下，把传感器感温元件放入恒温槽温场内，缓慢升温过报警点，恒温槽升温速率不超过5℃/min。当传感器发出报警信号时读取示值，重复测量3次，取其算术平均值为传感器报警值。

　　7.2.8 报警声级强度

　　周围环境噪声应小于50 dB(A)，将声级计置于传感器报警蜂鸣器轴心正前方1 m处，测量3次，取其每次测量峰值的算术平均值作为声级强度值，应满足本规范5.6要求。

　　7.2.9 绝缘电阻

　　用绝缘电阻表测量传感器本安端与其外壳裸露金属件之间的电阻，绝缘电阻值应满足本规范5.7要求。 7.3数据处理

　　7.3.1示值误差

　　Δt= tP-tS (1)

　　式中：

　　Δt ——传感器的示值误差，℃;

　　tP——传感器的示值平均值，℃;

　　tS——精密数字温度计的示值平均值，℃。

　　7.3.2重复性

　　式中：

　　s ——示值的测量重复性，℃;

　　x ——10次示值误差的算术平均值，℃;

　　xi——传感器第i次的示值误差，℃。

　　7.3.3 传感器输出信号平均值对应温度值

　　式中：

　　Gi——传感器输出信号平均值对应的温度值，℃;

　　Gm——传感器测量温度上限值，℃;

　　G0 ——传感器测量温度下限值，℃;

　　Am——传感器测量上限对应的信号标称值，mA 或 Hz;

　　A0——传感器测量下限对应的信号标称值，mA 或 Hz;

　　Ai——传感器的输出信号平均值，mA 或 Hz。

　　7.3.4信号传输误差

　　Δx = Gi-x(4)

　　式中： Δx ——信号传输误差，℃;

　　Gi——传感器输出信号平均值对应的温度值，℃;

　　x ——传感器的示值平均值，℃。

　　7.3.5报警点偏差

　　ΔA = A-A(5)

　　式中：

　　ΔA —— 报警点偏差，℃;

　　A —— 报警平均值，℃;

　　A —— 报警点设定值，℃。

　　8 校准结果表达

　　校准结果应在校准证书上反映。校准证书应包括以下信息：

　　a)标题：“校准证书”或“校准报告”;

　　b)实验室名称和地址;

　　c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

　　d)证书或报告的唯一性标识(如编号)，每页及总页数的标识;

　　e)客户的名称和地址;

　　f)被校对象的描述和明确标识;

　　g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期;

　　h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明;

　　i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

　　j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

　　k)校准环境的描述;

　　l)校准结果及其测量不确定度的说明;

　　m)对校准规范的偏离的说明;

　　n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识以及签发日期;

　　o)校准结果仅对被校对象有效的声明; p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

　　9 复校时间间隔

　　矿用温度传感器复校时间间隔建议不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由传感器的使用情况、使用者、传感器本身质量等诸多因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。如果使用过程中对传感器检测结果产生怀疑或传感器更换主要部件及修理后，应对传感器重新校准。

　　附录A

　　矿用温度传感器校准原始记录参考格式

　　校准日期：年月日原始记录号：

　　委托单位 仪器名称 仪器编号 仪器型号 量程 制造厂 校准依据 校准环境 环境温度：℃; 相对湿度：%RH 校准地点

　　校准使用的主要设备

　　名称

　　编号

　　测量范围 不确定度或准确度等级或最大允许误差

　　证书编号 证书

　　有效

　　期至 一、外观及功能检查：□ 符合□ 不符合 二、示值误差： 标准值/℃ 仪器示值/℃ 示值误差/℃ 1 2 3 平均值 示值误差测量结果的扩展不确定度 U=℃(k=2) 三、重复性：(温度点：)/℃ 测量次数 1 2 3 4 5 重复性 测量值 测量次数 6 7 8 9 10 测量值 四、响应时间： /s 测量次数 1 2 3 平均值 测量值 五、信号传输误差： 标准值℃

　　测量次数

　　1

　　2

　　3

　　平均值 输出信号值

　　转换成温度值℃ 信号传输误 传感器示值℃

　　/ 输出信号值mA或Hz 传感器示值℃

　　/ 输出信号值mA或Hz 传感器示值℃

　　/ 输出信号值mA或Hz 六、报警点偏差：(设定点： ℃) /℃ 测量次数 1 2 3 平均值 报警点偏差 测量值 七、报警声级强度：/dB 测量次数 1 2 3 平均值 测量值 八、绝缘电阻： 校准员 核验员

　　附录B

　　矿用温度传感器内页参考格式

　　校准结果

　　Results ofCalibration

　　一、外观及功能检查： 二、示值误差： 标准温度值/℃ 示值误差/℃ 示值误差测量结果的扩展不确定度为：U= ℃, k=2 三、重复性： 四、响应时间： 五、信号传输误差： 六、报警点偏差：(设定点：℃) 七、报警声级强度： 八、绝缘电阻： 以下空白

　　附录C

　　矿用温度传感器示值误差测量结果不确定度评定示例

　　C.1概述

　　C.1.1 测量时环境条件：实验室温度为(20.0～22.0)℃,相对湿度为(40~ 60)%。

　　C.1.2 测量标准：使用测量范围为(-20～100)℃,最大允许误差为±0.05℃的精密数字温度计作为标准器。

　　C.1.3 被测对象：矿用温度传感器，测量范围为(0～100)℃,GWD100型，显示值的分辨力为0.1℃,最大允许误差为±2.5%FS。

　　C.1.4 测量方法：依据本规范中示值误差的校准方法，将精密数字温度计和被校传感器同时置于恒温槽中，采用比较法进行校准。以50℃温度点为例进行不确定度分析。

　　C.2 测量模型

　　Δt=tP-tS

　　式中：

　　Δt ——传感器的示值误差，℃;

　　tP——传感器的示值平均值，℃;

　　tS——精密数字温度计的示值平均值，℃。

　　C.3灵敏系数

　　各影响量的灵敏系数计算：

　　C.4 标准不确定度评定

　　C.4.1 输入量tP 引入的标准不确定度

　　C.4.1.1 被校传感器测量重复性引入的标准不确定度u1(tP)

　　选定一台测量范围为(0～100)℃、分度值为0.1℃的传感器在50℃温度点进行10次重复性测量，得到一组示值数据如下 (℃):

　　49.6，49.7，49.9，49.8，49.7，49.8，49.9，50.0，49.8，49.7。

　　然后对其计算实验标准偏差为：

　　实际测量以3次测量值平均值为测量结果：

　　C.4.1.2 被校传感器的示值分辨力引入的标准不确定度u2(tP)

　　传感器分辨力为0.1℃,区间半宽度为0.05℃,按均匀分布处理，包含因子k，则

　　在不确定度评定中，比较由重复性引入的不确定度分量和由分辨力引入的不确定度分量，取两者中较大者作为输入量tP的标准不确定度，因此输入量tP 的标准不确定度。

　　C.4.2 输入量tS 引入的标准不确定度

　　C.4.2.1 恒温槽温度波动性引入的标准不确定度u3(tS)

　　50℃时恒温槽的温度波动性不超过0.10℃/10min，区间半宽度为0.05℃,

　　按均匀分布处理，包含因子k，则

　　C.4.2.2 恒温槽温度均匀性引入的标准不确定度u4(tS)

　　50℃时恒温槽的温度均匀性不超过0.10℃,区间半宽度为0.05℃, 按均匀

　　分布处理，包含因子k= 、，则

　　C.4.2.3 标准器示值误差引入的标准不确定度u5(tS)

　　精密数字温度计的最大允许误差为±0.05℃,区间半宽度为0.05℃,按均匀分布处理，k= 、，则

　　C.5 合成标准不确定度

　　标准不确定度汇总见表C.1。

　　表C.1 标准不确定度分量汇总表

　　输入量

　　ui

　　不确定度来源 标准不确

　　定度符号 标准不确定度

　　/℃

　　灵敏系数ci tP 被校传感器测量重复性 u1(tP) 0.07 1

　　tS 恒温槽温度波动性 u3(tS) 0.03

　　-1 恒温槽温度均匀性 u4(tS) 0.03 标准器示值误差 u5(tS) 0.03 以上各项标准不确定度互不相关，则合成标准不确定度为：

　　C.6 扩展不确定度

　　取包含因子k = 2 ，则示值误差校准结果的扩展不确定度为：U=k × uC =2 × 0.09℃=0.2℃

　　附录D

　　仿真电路技术要求

　　模拟传感器至测试设备传输距离的仿真电路应符合以下要求：

　　a)应能模拟传感器至测试设备的2km传输距离;

　　b)仿真电路参数按R=12.8Ω/km单芯、L=0.8mH/km单芯、C=0.06μF/km计算;

　　c)用平衡均匀电路,2km网络应符合图D.1规定,其中R为每km环路电阻的1/4，L为每km 电感量的1/4，C为每km分布电容量;

　　d)仿真电路如图D.1所示。

　　图 D.1仿真电路