资料介绍
山西 省地 方计 量技 术规 范
JJF(晋)37-2026
矿用水位传感器校准规范
2026-08-10 发布 2026-10-10 实施
山西省市场监督管理局发布
JJF (晋)37—2026
代替 JJF (晋)37—2020
归口 单位：山西省市场监督管理局
主要起草单位：晋城乾泰安全技术有限责任公司
参加起草单位：晋城煤炭高新技术服务有限公司计量检测站
山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)运城市综合检验检测中心
晋能控股煤业集团晋华宫矿
本规范委托晋城乾泰安全技术有限责任公司负责解释
本规范主要起草人：
翟少波(晋城乾泰安全技术有限责任公司)
高金法 [山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)]徐军升(晋城煤炭高新技术服务有限公司计量检测站)
参加起草人：
尚萌萌(晋城乾泰安全技术有限责任公司)
樊茹(运城市综合检验检测中心)
李蔷薇(晋城乾泰安全技术有限责任公司)
刘佳男(晋城乾泰安全技术有限责任公司)
焦立峰(晋城煤炭高新技术服务有限公司计量检测站)
张超(晋能控股煤业集团晋华宫矿)
目录
引言
JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》共同构成支撑本校准规范编制的基础性规范。
本规范在技术参数上参考了JJG 882-2019《压力变送器》、JJG 971-2019 《液位计》、KA/T 825-1999《矿用水位传感器通用技术条件》相关条款。
本规范是在 JJF(晋)37-2020《矿用水位传感器校准规范》的基础上，保留行之有效的内容前提下进行修订的。本规范与 JJF(晋)37-2020 相比，除文字编辑性修改外，有关技术内容的主要变化如下：
——范围增加了(0～5)m;
——修改了“示值误差 ”和“ 回程误差 ”的计量特性要求;
——修改了“示值误差 ”和“信号传输误差 ”的循环次数和计算公式，增加了标准压力值的计算公式;
——删除了“耐压及密封性 ”的相关内容;
——测量设备中删除了“直流电流表 ”，修改了“压力标准器 ”“频率计 ” “直流稳压电源 ”等设备的技术要求;
——增加了附录 A“纯水密度表 ”、附录 C“标准压力值计算示例(参考)”;
——重新评定了不确定度，引入了“重力加速度 ”和“介质密度 ”的不确定度分量。
本规范的历次版本发布情况为：
——JJF(晋)37-2020。
1 范围
本规范适用于测量范围为(0～5)m 和(0～10)m 的压力式矿用水位传感器(以下简称传感器)的校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
JJG 882-2019《压力变送器》
JJG 971-2019《液位计》
KA/T 825《矿用水位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 概述
传感器是采用感压元件制成的矿用智能水位监测仪表，由感压元件、信号处理和转换单元、信号输出单元和显示单元等构成，其工作原理是利用感压元件取得压力信号，经信号处理和转换后，由显示单元显示水位值，信号输出单元输出对应的模拟信号或数字信号。
传感器常用于煤矿、金属矿等井下泵房、水仓、沉淀池、巷道积水区及排水管路的水位实时监测，具备超限报警、信号远传等功能。
4 计量特性
4.1 示值误差
传感器示值的最大允许误差为±a%FS。
其中：a 是传感器的准确度等级;
FS 是传感器的量程。
注：传感器铭牌对最大允许误差另有要求的，从其要求。
4.2 回程误差
回程误差应不大于示值最大允许误差的绝对值。
4.3 信号传输误差
模拟信号传输误差应不大于示值最大允许误差。数字信号传输的传感器不作
要求。
注： 以上指标不适用于合格性判别，仅作参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度： (20±5)℃ ;
5.1.2 相对湿度：≤75% ;
5.1.3 大气压力： (86～106)kPa;
5.1.4 周围应无影响示值稳定的机械振动和外磁场。
5.2 测量标准及其他设备
表 1 测量标准及其他设备
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目：示值误差，回程误差，信号传输误差。
6.2 校准方法
6.2.1 校准前准备
开始校准前，传感器应在校准环境条件下放置至少 1h 进行温度平衡。
6.2.1.1 外观及通电检查
传感器应无影响其正常工作的损伤、变形等现象，显示清晰、完整。接插件应紧固可靠无松动。铭牌应标明制造单位、规格型号、出厂编号、测量范围、准确度等级(或最大允许误差)、防爆标志及编号、煤矿安全标志及编号等信息。控制和调校功能正常。
6.2.1.2 绝缘电阻的测试
用绝缘电阻表对传感器的绝缘电阻进行测试，其各组端子(包括外壳)之间
的绝缘电阻应不小于 50MΩ。
6.2.2 校准过程
传感器校准过程按图 1 所示的方式连接。
图 1 传感器校准连接示意图
连接完成后，对传感器进行预热并根据说明书调整零位和示值，此后整个校准过程不得再次调整。使用洁净、无腐蚀性的气体作为传压介质。
6.2.2.1 示值误差
选取零位和测量上限的 20%、40%、60%、90%共 5 个点作为传感器的校准点,由零位开始逐点加压到测量上限，使标准器分别到达各校准点所对应的标准压力值，读取正行程各校准点的示值，当达到满量程时，保持 1min，其间观察示值变化情况，而后逐点减压至零位，并读取反行程各校准点的示值。升压和降压应平稳，避免有冲击和过压现象，在各校准点上应待压力值稳定后方可读数。
按照上述步骤重复测量 3 个循环。取 3 次循环中各校准点正反行程示值与校准点之差中绝对值最大的作为该校准点的示值误差。
各校准点对应的标准压力值按式(1)计算。
Ps = p . g . h (1)
式中：
Ps ——选定的传感器校准点对应的标准压力值，Pa;
h ——选定的传感器校准点，m;
ρ ——介质的密度，kg/m3 ;
g ——重力加速度，m/s2。
各校准点的示值误差按式(2)计算：
ΔLi = Li - h (2)
ΔLi ——传感器各校准点的示值误差，m;
Li ——传感器各校准点示值，m;
注：各校准点对应的标准压力值参考附录 C 进行计算，应使用传感器所处环境的介质密度和重力加速度，并在校准记录和证书中注明所使用的介质密度和重力加速度情况。
6.2.2.2 回程误差
回程误差与示值误差校准同步进行。取 3 次循环中同一校准点正、反行程示值之差中绝对值最大的作为该校准点的回程误差。
6.2.2.3 信号传输误差
信号传输误差与示值误差校准同步进行。在传感器信号输出端接入模拟电缆(或仿真电路)，在模拟电缆(或仿真电路)末端接上频率计，然后在读取每个校准点示值的同时读取每个校准点的频率计示值。取 3 次循环中各校准点正反行程频率计示值对应的水位值与该校准点示值之差中绝对值最大的作为该校准点的信号传输误差。频率计示值对应的水位值按式(3)计算，信号传输误差按式(4)计算。
Gi ——传感器各校准点频率计示值对应的水位值，m;
fi ——传感器各校准点频率计示值，Hz;
fm ——传感器测量上限对应的频率标称值，Hz;
f0 ——传感器测量下限对应的频率标称值，Hz;
Gm ——传感器测量上限值，m;
G0 ——传感器测量下限值，m;
ΔHi = Gi - Li (4)
ΔHi ——传感器各校准点的信号传输误差，m;
Li ——传感器各校准点示值，m。
7 校准结果的表达
校准结果应反映在校准证书上，至少包括以下信息：
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，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) 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
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，不得部分复制证书的声明。
8 复校时间间隔
建议复校时间间隔一般为一年。
由于复校时间间隔的长短由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素所决定，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。
附录 A
纯水密度表
kg/m3
表(续) kg/m3
附录 B
山西省各地市重力加速度对照表(参考)
m/s2
附录 C
标准压力值计算示例(参考)
假设传感器使用环境为晋城地区，20.0℃纯水环境，则介质密度
ρ=998.207kg/m3(如已知矿井水密度，也可使用)，g=9.7953m/s2，按 6.2.2.1 给出的公式(1)计算得到标准压力值如下表：
附录 D
校准原始记录参考格式
附录 E
校准证书内页参考格式
附录 F
矿用水位传感器示值误差的不确定度评定示例
F.1 概述
F.1.1 环境条件：温度：(20±5)℃ ;相对湿度：≤75%。
F.1.2 测量标准：0.02 级数字压力计(年稳定性合格)，测量范围(0~ 160)kPa。
F.1.3 测量对象：KGU9901 矿用水位传感器，测量范围为(0～5)m。
F.1.4 测量方法：由零位开始逐点加压到测量上限，使标准器分别到达各校准点所对应的标准压力值，读取正行程各校准点的示值，当达到满量程时，保持 1min，其间观察示值变化情况，而后逐点减压至零位，并读取反行程各校准点的示值。按照上述步骤重复测量3 个循环。取 3 次循环中各校准点正反行程示值与校准点之差中绝对值最大的作为该校准点的示值误差。
F.2 测量模型
F.2.1 测量模型用(F. 1)表示
ΔLi = Li (F. 1)
F.2.2 灵敏度系数
输入i量Li 的灵敏系数1：c
输入量Ps 的灵敏系数：c
输入量 p 的灵敏系数：c
输入量g 的灵敏系数：c
以 20℃纯水环境，晋城地区煤矿，4.5m 校准点为例，代入分析不确定度： ρ=998.207kg/m3，g=9.7953m/s2，Ps=44.00kPa。
F.3 不确定度分量来源分析
F.3.1 输入量Li 的标准不确定度u(Li) 的评定
F.3.1.1 传感器的测量重复性引入的标准不确定度分量u1 (Li)，采用A 类方法进行评定。在重复性条件下，4.5m 校准点上做 10 次重复测量，重复性试验测量结果见表 F.1。根据贝塞尔公式计算实验标准偏差s=0.02m(测量次数n =10)，在实际测量过程中，测量结果为单次测量值，因此u1 (Li) = s = 0.02m。
表 F.1 重复性试验测量结果
F.3.1.2 传感器分辨力引入的标准不确定度分量u2 (Li)，采用 B 类方法进行评定。由传感器说明书可知，分辨力为0.01m，即区间半宽度为0.005m，服从均匀分布，即k = 3，则
注：在重复性引入的标准不确定度分量和分辨力引入的标准不确定度分量中取其中一个较大者作为输入量 Li 的标准不确定度。
F.3.2 输入量Ps 的标准不确定度u(Ps) 的评定
输入量Ps 的不确定度来源于数字压力计的最大允许误差，采用B 类方法进行评定。由数字压力计检定证书可知，其准确度等级为0.02 级，则数字式压力计的最大允许误差区间半宽度a=0.02%×满量程=0.032kPa，区间内误差服从均匀分布，取包含因子k = 3，则其标准不确定度分量为：
F.3.3 输入量 p 的标准不确定度u(p) 的评定
输入量 p 的标准不确定度来源于不用使用地点介质的密度变化，采用 B 类方法进行评定。根据调研，介质密度受到矿井水矿化度和温度变化影响导致的误差约为 5kg/m3，区间内误差服从均匀分布，取包含因子k = 3，则其标准不确定度分量为：
F.3.4 输入量g 的标准不确定度u(g) 的评定
输入量g 的标准不确定度来源于不同使用地点的重力加速度变化，采用 B类方法进行评定，假设山西地区重力加速度最大变化量为0.004m/s2，区间内变化量服从均匀分布，取包含因子k = 3，则其标准不确定度分量为：
F.4 合成标准不确定度的计算
F.4.1 标准不确定度分量一览表见表 F.2：
表 F.2 标准不确定度分量一览表
F.4.2 合成标准不确定度计算
输入量各标准不确定度分量间互不相关，则合成标准不确定度：
F.5 扩展不确定度
取包含因子k = 2，则扩展不确定度
U = k × uc = 0.05 m F.6 校准结果的表达
L=4.54m;U=0.05m，k=2
