JJG 1211-2025 自动气象站风向传感器检定规程

　　中华人民共和国国家计量检定规程

JJG1211—2025

自动气象站风向传感器检定规程

VerificationRegulationofWindDirectionSensorsofAutomatic

MeteorologicalStations

2025-06-11发布2025-12-11实施

国家市场监督管理总局 发布

归口单位:全国气象专用计量器具计量技术委员会气象压力

分技术委员会

主要起草单位:贵州省大气探测技术与保障中心

中国气象局气象探测中心

参加起草单位:海南省气象探测中心

陕西省大气探测技术保障中心

江苏省无线电科学研究所有限公司

本规程委托全国气象专用计量器具计量技术委员会气象压力分技术委

员会负责解释

本规程主要起草人:

王 强(贵州省大气探测技术与保障中心)

于贺军(中国气象局气象探测中心)

刘 昕(中国气象局气象探测中心)

吕林静(贵州省大气探测技术与保障中心)

参加起草人:

陈卿才(海南省气象探测中心)

冯 慧(陕西省大气探测技术保障中心)

范立清(江苏省无线电科学研究所有限公司)

目 录

引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)

1 范围…………………………………………………………………………………… (1)

2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)

3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)

3.1 术语………………………………………………………………………………… (1)

3.2 计量单位…………………………………………………………………………… (1)

4 概述…………………………………………………………………………………… (1)

5 计量性能要求………………………………………………………………………… (2)

6 通用技术要求………………………………………………………………………… (2)

6.1 外观………………………………………………………………………………… (2)

6.2 机械性能…………………………………………………………………………… (2)

6.3 光电耦合…………………………………………………………………………… (3)

6.4 风向标起动风速…………………………………………………………………… (3)

7 计量器具控制………………………………………………………………………… (3)

7.1 检定条件…………………………………………………………………………… (3)

7.2 检定项目…………………………………………………………………………… (3)

7.3 检定前的准备……………………………………………………………………… (4)

7.4 检定方法…………………………………………………………………………… (4)

7.5 检定周期…………………………………………………………………………… (5)

附录A 风向角度与格雷码对照表…………………………………………………… (6)

附录B 风向传感器检定记录表……………………………………………………… (8)

附录C 检定证书/检定结果通知书(内页)格式…………………………………… (9)

引 言

JJF1002 《国家计量检定规程编写规则》、JJF1001 《通用计量术语及定义》和

JJF1059.1 《测量不确定评定与表示》共同构成本规程制订工作的基础性系列规范。

本规程为首次发布。

1 范围

本规程适用于测量范围为0°~360°的自动气象站风向传感器(以下简称风向传感

器)的首次检定、后续检定和使用中检查。

2 引用文件

本规程引用下列文件:

JJG431—2014 轻便三杯风向风速表检定规程

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文

件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。

3 术语和计量单位

3.1 术语

3.1.1 角度编码器 angleencoder

一种用于测量物体围绕轴线旋转的角度,并将其转化为数字输出或角度编码(数

值)的模拟信号输出的仪器。

3.1.2 风向标起动风速 startingwindvelocityofvane

风向标由某一偏角释放能返回到气流方向时的最低风速。

3.2 计量单位

风向的计量单位为度,符号为(°)。

4 概述

风向传感器是用于测量风的来向的仪器,主要由风向标、风向信号转换器、指北标

记、信号输出接口和尾翼等组成,结构如图1所示。

1

JJG1211—2025

图1 风向传感器结构示意图

1—风向标;2—风向信号转换器;3—指北标记;4—信号输出接口;5—尾翼

当风向标组件随风向旋转时,带动主轴及码盘一同旋转,经光电转换实现格雷码的

码道读取,形成代表风向的格雷码并输出;或经电路处理形成模拟信号输出。另外一种

当风向标随风向转动时,带动电位器的调节旋钮转动,实现代表风向角的直流电压

输出。

格 雷码与角度的对应关系见附录A。

电压与角度的对应关系见式(1)。

D =360°× U

Umax (1)

式中:

D ———角度,(°);

U ———实测电压,V;

Umax———满量程电压,V。

5 计量性能要求

示值最大允许误差:±5°。

6 通用技术要求

6.1 外观

6.1.1 风向传感器应洁净,无损伤、变形等缺陷;各部件应装配牢固、无松动现象。

6.1.2 风向传感器铭牌应标明如下信息:计量器具名称、型号/规格、出厂编号、制造

单位等。

6.1.3 风向指北针(或指北标记)应固定无松动。

6.2 机械性能

6.2.1 当风向标指向北时,风向标、尾翼和指北针(或指北标记)应处于同一平面。

6.2.2 风向标和尾翼转动灵活,可在任意位置停止,无阻滞、跳动或摆动现象。

2

JJG1211—2025

6.3 光电耦合

旋转风向标,六位格雷码风向传感器示值应能显示0°和236°;七位格雷码风向传

感器示值应能显示0°和239°。

6.4 风向标起动风速

风向标起动风速应不大于0.5m/s。

7 计量器具控制

7.1 检定条件

7.1.1 环境条件

温度:(15~30)℃。

相对湿度:不大于80%。

7.1.2 计量标准测量设备及其他设备

测量设备及其他设备主要技术指标见表1。

表1 标准器及配套设备

分类名称主要技术指标

标准器

角度编码器最大允许误差:±0.5°

热线风速计

测量范围:(0.2~10.0)m/s;

最大允许误差:±(0.1m/s+5%读数)

配套设备

风洞

工作段稳定性≤0.5%

工作段均匀性≤1.0%

数字多用表

测量范围(DCV):(0~20)V;

最大允许误差:±0.5%

测量范围(DCI):(0~20)mA;

最大允许误差:±0.5%

7.2 检定项目

风向传感器检定项目见表2。

表2 风向传感器检定项目

检定项目首次检定后续检定使用中检查

外观+ + +

机械性能+ + +

光电耦合* + + +

风向标起动风速+ + +

示值误差+ + +

注:“+”表示应检项目,“*”仅限六位和七位格雷码输出风向传感器。

3

JJG1211—2025

7.3 检定前的准备

7.3.1 将热线风速计安装在风洞工作段内,热线风速计的感风面朝向风的来向,热线

风速计的探头与风洞轴线垂直。

7.3.2 将角度编码器工作旋转轴固定在风洞工作段底部,角度编码器圆心与风洞轴线

垂直投影线重合。

7.4 检定方法

7.4.1 外观

通过目测和手感进行检查,应符合6.1的要求。

7.4.2 机械性能

将风向传感器竖直放置,当风向标指向北时,风向标、尾翼和指北针(或指北标

记)应符合6.2.1的要求。

将风向传感器竖直放置,风向标和尾翼转动时,风向标和尾翼应符合6.2.2的

要求。

7.4.3 光电耦合检查

将风向传感器与采集器连接,旋转风向标,转动一圈,六位格雷码或七位格雷码风

向传感器示值应符合6.3的要求。

7.4.4 风向标起动风速

7.4.4.1 将风向传感器放置在角度编码器旋转轴上,调整风向标和指北针(或指北标

记),使两者重合并指向风的来向,风向传感器示值应为0°,然后固定风向传感器。

7.4.4.2 将风向标依次偏离风洞轴线15°、345°,调整风洞内气流使之缓慢上升,当风

向标向风洞轴线方向移动时,读取此时热线风速仪的风速值。

7.4.4.3 按照7.4.4.2检定过程,先进行15°风向标起动风速检定,再进行345°风向标

起动风速检定,每个位置测量3次,取平均值作为该点风向标的起动风速值。

7.4.4.4 两个位置起动风速的最大值,应符合第5章的要求。

7.4.5 示值误差检定

7.4.5.1 检定前首先将风向传感器按照7.4.4.1进行安装,将风向传感器信号输出端

子与数字多用表连接以获取数据。

7.4.5.2 检定从0°开始,将角度编码器角度清零,风速稳定在(5±0.2)m/s,转动

角度编码器旋转轴,按照0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°顺序依次进行示

值误差检定。

7.4.5.3 每个检定点风向稳定后,读取角度编码器1次数据作为风向标准值,然后连

续读取3次风向传感器的测量值并取其平均值作为该检定点风向传感器的示值。风向传

感器检定记录表见附录B。

7.4.5.4 当检定点为0°,风向传感器示值为354°~359°时,该点的风向示值按照风向

传感器风向示值减去360°处理。

7.4.6 示值误差计算

用风向传感器示值减去标准值,得出风向传感器在该检定点上的示值误差,计算方

法见式(2)。

4

JJG1211—2025

ΔDi =Di -Ds (2)

式中:

ΔDi———风向传感器在各检定点上的示值误差,(°);

Di———风向传感器在各检定点上3次测量值的平均值,(°);

Ds———角度编码器在各检定点上的标准值,(°)。

7.4.7 检定结果的处理

经检定的风向传感器,其计量性能和通用技术要求符合本规程的规定为合格,并出

具检定证书;检定不合格的风向传感器,出具检定结果通知书,并注明不合格的项目和

内容。

检 定证书和检定结果通知书内页格式参见附录C。

7.5 检定周期

风向传感器的检定周期一般不超过2年。

5

JJG1211—2025

附录A

风向角度与格雷码对照表

A.1 风向角度与六位格雷码对照表

角度格雷码角度格雷码角度格雷码角度格雷码

0 (N) 000000 90 (E) 011000 180 (S) 110000 270 (W) 101000

6 000001 96 011001 186 110001 276 101001

11 000011 101 011011 191 110011 281 101011

17 000010 107 011010 197 110010 287 101010

23 000110 113 011110 203 110110 293 101110

28 000111 118 011111 208 110111 298 101111

34 000101 124 011101 214 110101 304 101101

39 000100 129 011100 219 110100 309 101100

45 001100 135 010100 225 111100 315 100100

51 001101 141 010101 231 111101 321 100101

56 001111 146 010111 236 111111 326 100111

62 001110 152 010110 242 111110 332 100110

68 001010 158 010010 248 111010 338 100010

73 001011 163 010011 253 111011 343 100011

79 001001 169 010001 259 111001 349 100001

84 001000 174 010000 264 111000 354 100000

6

JJG1211—2025

A.2 风向角度与七位格雷码对照表

角度格雷码角度格雷码角度格雷码角度格雷码

0 (N) 0000000 90 (E) 0110000 180 (S) 1100000 270 (W) 1010000

3 0000001 93 0110001 183 1100001 273 1010001

6 0000011 96 0110011 186 1100011 276 1010011

8 0000010 98 0110010 188 1100010 278 1010010

11 0000110 101 0110110 191 1100110 281 1010110

14 0000111 104 0110111 194 1100111 284 1010111

17 0000101 107 0110101 197 1100101 287 1010101

20 0000100 110 0110100 200 1100100 290 1010100

22 0001100 112 0111100 202 1101100 292 1011100

25 0001101 115 0111101 205 1101101 295 1011101

28 0001111 118 0111111 208 1101111 298 1011111

31 0001110 121 0111110 211 1101110 301 1011110

34 0001010 124 0111010 214 1101010 304 1011010

37 0001011 127 0111011 217 1101011 307 1011011

39 0001001 129 0111001 219 1101001 309 1011001

42 0001000 132 0111000 222 1101000 312 1011000

45 0011000 135 0101000 225 1111000 315 1001000

48 0011001 138 0101001 228 1111001 318 1001001

51 0011011 141 0101011 231 1111011 321 1001011

53 0011010 143 0101010 233 1111010 323 1001010

56 0011110 146 0101110 236 1111110 326 1001110

59 0011111 149 0101111 239 1111111 329 1001111

62 0011101 152 0101101 242 1111101 332 1001101

65 0011100 155 0101100 245 1111100 335 1001100

68 0010100 158 0100100 248 1110100 338 1000100

70 0010101 160 0100101 250 1110101 340 1000101

73 0010111 163 0100111 253 1110111 343 1000111

76 0010110 166 0100110 256 1110110 346 1000110

79 0010010 169 0100010 259 1110010 349 1000010

82 0010011 172 0100011 262 1110011 352 1000011

84 0010001 174 0100001 264 1110001 354 1000001

87 0010000 177 0100000 267 1110000 357 1000000

7

JJG1211—2025

!"!

#$%&'()*"+

!"#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!%&#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!%&'()*#$!

+,-.

/01234! 5$"6'! 78#$! 9:;

=0>?! @ABCDEACFGDHIJKLM! N,;

/0OE

/0OE34! =0>?! @ABCDEACFGDHIJKLM!

/0OEPQ!"#$! RSTU!

VWX*

,BVW ,BYZ[ ,B\][ ^_` ab

cC"!

defC"" ,Bgh!

,Bij

klOmnko p`,B

q$

,Bh

#$%& '(%&

,Bh

)& (%& *)& $'%& $+)& ,,%& ,-)& '$%&

OE +, OE +, OE +, OE +, OE +, OE +, OE +, OE +,

$ $

, ,

' '

^_`

^_`

p`LM

,B\r $.st,u!"v'!"@v'!!!!!!!,.wxyz,u!"v'!"@v'!!!!'.{|}v,u!"v'!"@v'

(.klOmnko,B!"v'!"@v'!!%.p`LM,B!"v'!"@v'

,B\~!"v'!"@v' ,Bj!

,B€! ,BT!!!‚!!ƒ!! Q„€! Q„T!!!!‚!!ƒ!!

…$†!‡$†!

8

JJG1211—2025

附录C

检定证书/检定结果通知书(内页)格式

C.1 检定证书/检定结果通知书第2页

证书编号×××××-××××

检定机构授权说明

检定环境条件及地点

环境温度℃ 地点

环境相对湿度% 其他

检定使用的计量(基)标准装置

名称测量范围

不确定度/准确度

等级/最大允许误差

计量(基)标

准证书编号

有效期至

9

JJG1211—2025

C.2 检定证书第3页

证书编号×××××-××××

检 定 结 果

1. 外观检查:

2. 机械性能检查:

3. 光电耦合检查:

4. 风向标起动风速: m/s

5. 示值误差

序号检定点/ (°) 标准值/ (°) (风向)示值/ (°) 示值误差/ (°)

1 0

2 45

3 90

4 135

5 180

6 225

7 270

8 315

注:下次检定请带此检定证书或复印件。

10

JJG1211—2025

C.3 检定结果通知书第3页

证书编号×××××-××××

检 定 结 果

1. 外观检查:

2. 机械性能检查:

3. 光电耦合检查:

4. 风向标起动风速: m/s

5. 示值误差

序号检定点/ (°) 标准值/ (°) (风向)示值/ (°) 示值误差/ (°)

1 0

2 45

3 90

4 135

5 180

6 225

7 270

8 315

检定不合格项目和内容:

注:下次检定请带此检定证书或复印件。

11

JJG1211—2025