JJF(藏) 04-2026 自动气象站湿度传感器校准规范

　　JJF

　　西 藏 自 治 区 地 方 计 量 校 准 规 范

　　JJF(藏) 04—2026

　　自动气象站湿度传感器校准规范

　　Cal ibrat ion Specificat ion for humidity sensor of automat ic Meteorolog ical stat ion

　　(报批稿)

　　2026-03-01 发布 2026-06-01 实施

　　西藏 自 治区市场监督管理局 发 布

　　归 口 单 位 ：西藏自治区市场监督管理局

　　主要起草单位：西藏自治区大气探测技术与装备保障中心西藏自治区气候中心

　　参加起草单位：西藏自治区大气环境科学研究所

　　本规范由西藏自治区大气探测技术与装备保障中心负责解释

　　本规范主要起草人：

　　陈 华(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)

　　袁 伟(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)罗藏加(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)次 央(西藏自治区气候中心)

　　参加起草人：

　　黄丹宁(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)谭 峰(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)

　　沈 旭(西藏自治区大气探测技术与装备保障中心)高佳佳(西藏自治区大气环境科学研究所)

　　引 言

　　JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、 JJF 1094-2002《测量仪器特性评定》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑校准规范的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。

　　自动气象站湿度传感器校准规范

　　1 范围

　　本规范适用于测量范围为(10～95)%RH 自动气象站湿度传感器的校准，其它类型湿度传感器的校准也可以参照本规范。

　　2 规范性引用文件

　　本规范引用下列文件：

　　GB/T 33703 自动气象站观测规范

　　JJF 1076-2020 数字式温湿度计校准规范

　　JJG(气象)003-2011 自动气象站湿度传感器检定规程

　　QX/T 16-2020 温湿度仪检定箱

　　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 术语和计量单位

　　3.1 术语

　　3.1.1 湿度波动度 humidity fluctuation

　　湿度发生器在稳定状态下，其有效工作区域内中心点在规定时间内湿度变化的大小。注 ：改写 QX/T 16-2020 ，定义 3.8。

　　3.1.2 湿度均匀度 humidity uniformity

　　湿度发生器在稳定状态下，在有效工作区域内周围各点与中心点之间湿度差值绝对值的最大值。

　　注 ：改写 QX/T 16-2020 ，定义 3.6。

　　3.2 计量单位

　　湿度：本规范中以相对湿度表示，无量纲，符号为%RH。

　　4 概述

　　自动气象站湿度传感器(以下简称“湿度传感器 ”)是气象观测用测量空气相对湿度

　　的传感器。由湿敏元件及其转换电路组成。利用湿敏元件对水汽分子吸附和释放的特性，空气中水分子含量变化会引起湿敏元件感应信号发生变化，通过转换电路，输出可测量的模拟量或数字量的电信号，应用电信号与相对湿度的单值函数，可以换算成相对湿度值。

　　5 计量特性

　　示值误差

　　6 校准条件

　　6.1 环境条件

　　环境温度：(20±5)℃;

　　环境湿度：≤85 %RH。

　　6.2 标准器及配套设备

　　标准器及配套设备主要技术指标见表 1，也可选用满足以下指标的其它设备。

　　表 1 标准器及配套设备

　　7 校准项目和校准方法

　　7.1 校准项目

　　校准项目及对应的校准方法条款见表 2。

　　表 2 校准项目表

　　7.2 校准方法

　　7.2.1 外观检查

　　对湿度传感器的外观和结构进行检查并记录。 目测湿度传感器外型结构是否完好，传感器表面不应有明显的凹迹、外伤、裂缝、变形;传感器型号、出厂编号应清晰;对于使用过的湿度传感器，需检查过滤膜保护层是否有污染现象并用毛刷清除灰尘，若污染严重应更换新的过滤膜。

　　7.2.2 示值误差的校准

　　7.2.2.1 校准前准备

　　将精密露点仪的取样管和温度传感器、被校湿度传感器置入湿度发生器有效测量区域内，所有被校湿度传感器应保持同等高度。预热 30min 后再开始校准。

　　7.2.2.2 校准点选择

　　湿度传感器的湿度校准点为 10%RH 、30%RH 、55%RH、75%RH 、95%RH。也可以根据用户需求选择校准点。

　　7.2.2.3 校准方法

　　校准顺序为先低湿到高湿，再从高湿降至低湿。在调湿过程中，应保持整个过程的湿度变化趋势。校准时，先设温度控制点(如：20℃) , 再设湿度校准点，稳定后，每隔 30 s 读取一次标准器示值和被校传感器的测量值，共读取 3 次(见附录 A)。

　　7.3 数据处理

　　用被校湿度传感器 3 次测量值的算术平均值，作为该湿度校准点上的测量值;用精密露点仪 3 次测量值的算术平均值作为标准值。被校湿度传感器测量值减去标准值，即为被校湿度传感器在该湿度校准点上的示值误差，计算方法如公式(1)。

　　Δhi = hi -hs (1)

　　式中 Δ hi —被校湿度传感器在各校准点上的测量示值误差，%RH;

　　hi —被校湿度传感器在各校准点上 3 次测量值的平均值，%RH;

　　hs —精密露点仪在各校准点上 3 次测量值的平均值，%RH。

　　8 校准结果表达

　　校准结果应在校准证书上反映(校准证书内页格式参考附录 B)。校准证书至少应包

　　括以下信息：

　　a) 标题“校准证书 ”;

　　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;

　　h) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;

　　i) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

　　j) 校准环境的描述;

　　k) 校准结果及其测量不确定度的说明;

　　l)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

　　m)校准结果仅对被校对象有效性的声明;

　　n)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。

　　9 建议复校时间

　　建议复校时间间隔不超过 1 年。由于复校时间间隔的长短由仪器使用情况、使用环境等诸多因素决定，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间。

　　附录 A

　　自动气象站湿度传感器校准记录(参考格式)

　　校准员：__________ 核验员:_________ 校准日期:__________

　　附录 B

　　校准证内页(参考格式)

　　B.1 校准证书第2 页式样

　　B.2 校准证书第3 页式样

　　附录 C

　　湿度传感器测量结果不确定度评定示例

　　C.1 测量方法

　　按照本规范中湿度传感器的计量特性要求和校准方法，在 20℃时，以湿度发生器作为湿度源，精密露点仪作为标准器，以相对湿度校准点75%为例，对校准结果进行不确定度评定。

　　C.2 建立测量模型和分析不确定度来源

　　C.2.1 不确定度评定测量模型

　　在校准过程中，测量结果为示值误差，测量模型如式(C. 1)：

　　ΔH = H — Hs (C. 1)

　　式中： ΔH——被校湿度传感器在某一点的示值误差，%RH;

　　H ——被校湿度传感器在该点的示值，%RH;

　　Hs ——对应校准点的标准湿度值，%RH。

　　输入量H 和Hs 彼此不相关，则由不确定度传播率可得式(C.2)：

　　灵敏系数为：

　　式中：

　　uc ( ΔH )——示值误差的合成标准不确定度，%RH;

　　u (H ) ——湿度传感器引入的标准不确定度，%RH;

　　u (Hs ) ——湿度标准引入的标准不确定度，%RH。

　　C.2.2 不确定度来源分析

　　(1)湿度传感器示值误差重复性引入的标准不确定度;

　　(2)湿度传感器分辨力引入的标准不确定度;

　　(3)精密露点仪最大允许误差引入的标准不确定度;

　　(4)湿度发生器波动度引入的标准不确定度;

　　(5)湿度发生器均匀度引入的标准不确定度。

　　C.3 不确定度分量评定

　　C.3.1 湿度传感器测量重复性引入的不确定度uA

　　按照 10%RH 、30%RH 、55%RH 、75%RH 、95%RH 进行校准，每个校准点进行 3次测量，得到各湿度校准点的示值误差，并采用极差法求得相应标准不确定度如表 C.1所示。

　　表 C.1 各湿度校准点示值误差和相应标准不确定度

　　C.3.2 湿度传感器分辨力引入的标准不确定度uB1

　　湿度传感器检定软件截断分辨力为 0. 1%RH ，区间半宽度为 0.05%RH ，取均匀分布，则湿度传感器分辨力引入的标准不确定度：

　　C.3.3 精密露点仪标准引入的标准不确定度uB2

　　精密露点仪露点温度的最大允许误差为±0.2℃ , 数字温度计的温度测量的最大允许误差为±0. 1℃ , 校准温度在 20℃时每个湿度点换算成相对湿度，精密露点仪标准引入的标准不确定度见表 C.2(具体计算过程详见不确定度报告)：

　　表 C.2 露点仪标准引入的标准不确定度

　　相对湿度：%

　　JJF(藏)xxxx—xxxx

　　其中：Hsi为第 i 个校准点标准相对湿度值，%;

　　u,(Hsi)为第 i 个校准点露点仪的相对不确定度。

　　C.3.4 湿度发生器波动度引入的标准不确定度uB 3

　　由测量方法可知，测量结果示值误差由独立重复测量 3 次的算术平均而得, 但由于重复测量次数较少，湿度发生装置波动度在重复性引入的标准不确定度中难以包含，故需单独考虑。查湿度发生器校准证书中的波动度扩展不确定度为 0.06%RH ， (k=2)，则湿度发生器的波动度引入的标准不确定度：

　　C.3.5 湿度发生器均匀度引入的标准不确定度uB 4

　　查湿度发生器校准证书中的均匀度扩展不确定度为 0.6%RH ，(k=2)，则湿度发生器的均匀度引入的标准不确定度：

　　C.4 合成标准不确定度

　　露点仪标准装置引入的标准不确定度见表 C.3。

　　表 C.3 露点仪标准装置引入的标准不确定度

　　相对湿度：%

　　标准不确定度分量汇总见表 C.4。

　　表 C.4 标准不确定度一览表

　　由于各分量之间相互不相关，湿度传感器分辨力引入的标准不确定度和测量重复性引入的不确定度取大，则合成标准不确定度的计算公式如下式(C.3)所示：

　　其在 75%RH 校准点计算结果见表 C.5。

　　表 C.5 合成标准不确定度uc

　　C.5 扩展不确定度

　　扩展不确定度的计算公式如下式(C.4)所示。

　　U = k × uc (C.4)

　　取k =2,则扩展不确定度U = 2uc ，则扩展不确定度计算结果见表 C.6。

　　表 C.6 扩展不确定度 U (k = 2)