智能传感器第1部分：总则

智能传感器第1部分：总则

国家标准 GB/33905.1一2017 智能传感器第1部分:总则 Inteligentsensor一Part1:Generalrules 2017-07-31发布 2018-02-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T33905.1一2017 0.4输人变量的质量 0.5试验顺序 10.6每一组测量的中断和持续时间 0.7试验期间的异常情况和故障 0.8试验的重新开始 0.9预热 -- 0.10计量符号和单位 0.11试验报告和试验文件 图1智能传感器的模型 表1环境试验条件
GB;/T33905.1一2017 前 言 GB/T33905《智能传感器》分为5部分 第1部分:总则 第2部分:物联网应用行规 第3部分:术语; 第4部分;性能评定方法 第5部分:检查和例行试验方法 本部分为GB/T33905的第1部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本部分由机械工业联合会提出 本部分由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAc/Tc124)归口 本部分起草单位机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、上海市计量测试技术研究院、福建上润 精密仪器有限公司山东省计算中心(国家超级计算济南中心),绵阳市维博电子有限责任公司、北京自 动化技术研究院、重庆市伟岸测器制造股份有限公司,施耐德电气()有限公司,山东亿云信息技术 有限公司 本部分主要起草人.柳晓菁、张毅、戈剑、吴晓明,阮赐元,赵力行、唐田、杜佳琳,李钊、梅惰,王成城 汪付强、王伟、田秀蕊、欧文辉、刘祥志、胡一帆
GB/T33905.1一2017 引 言 在物联网发展产业链上,传感器作为物联网感知的载体,在物联网领域的地位很重要 为了推进物 联网智能传感器技术和重点产品的研发与产业化,促进物联网应用示范和推广,为物联网的整体发展提 供坚实基础,需要制定物联网基础通用标准、智能传感器、物联网变送器、智能仪表方法标准和物联网工 业生产应用标准 基础通用标准主要是围绕物联网基础共性标准体系与总体技术标准的整体推进需求,重点解决物 联网部件的互联、互通与即插即用;保证物联网部件使用的稳定性与可靠性 基础通用标准包括《物联 网总体技术智能传感器接口规范》、《物联网总体技术智能传感器特性与分类》和《物联网总体技术 智能传感器可靠性设计方法与评审3项国家标准 智能传感器、物联网变送器和智能仪表三类产品是物联网的感知核心部件 智能传感器国家标准 即本标准,包括5部分 物联网变送器国家标准包括《物联网压力变送器规范(物联网差压变送器规 范X物联网电流变送器规范物联网温度变送器规范A4项产品国家标准 智能仪表标准包括《智能流 量仪表通用技术条件X智能温度仪通用技术条件智能记录仪表通用技术条件3项产品国家 标准 围绕物联网工业生产应用的需求,需制定工业物联网互操作系列国家标准，主要包括《工业物联网 仪表身份标识协议工业物联网仪表应用属性协议工业物联网仪表互操作协议工业物联网仪表服 务协议》4项国家标准 IN
GB;/T33905.1一2017 智能传感器第1部分:总则 范围 GB/33905的本部分规定了智能传感器的体系结构、对智能传感器进行功能和性能特性试验的 通用方法和程序 本部分适用于智能传感器 本部分也适用于其他类型的传感器前提是预先对其差异进行考虑) 对于某些使用微机电系统部件构成的智能传感器(如化学分析仪,流量计等)以及预期在特殊环境(如爆 炸气体环境)使用的智能传感器,还需参照其他相关国家标准 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T2828.1一2012计数抽样检验程序第1部分;按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样 计划 GB/T340692017物联网总体技术智能传感器特性与分类 GB/T340682017物联网总体技术智能传感器接口规范 GB/T34071一2017物联网总体技术智能传感器可靠性设计方法与评审 1sO31(所有部分量和单位Quantitiesandunits) 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 变量variable 其值可变且通常可测出的量或状态(例如温度、流量、速度、信号等) 注:改写GB/T2900,562008,定义351-21-01 3.2 信号signal 用一个或多个参数表示一个或多个变量信息的物理变量 注改写GB/T2900.56- 2008,定义351-21-5 3.3 范围range 所研究的量的上、下限所限定的数值区域 注:改写GB/T2900.562008,定义351-27-11 3.4 量程span 测量范围上限和下限值的代数差 [[GB/T2900.77一2008,定义311-03-13灯]
GB/T33905.1一2017 3.5 不准确度inaeeuraey 在规定的条件下,按规定程序测试一个装置时所观察到的偏离规定特性曲线的最大正偏差和负 偏差 注:GB/T2900.77一2008,311-06-08给出了准确度的定义 3.6 误差error 被测变量的测量值与真值之间的代数差 注1:改写(GB/T2900.562008,定义351-27-04 注2;当测量值大于真值时,误差为正值 误差一般以相应理想量程的百分数表示 3.7 测量误差measurederor 每一测量点上上行程或下行程平均值的最大正或负误差 3.8 非线性non-linearity 线性度的偏差 注1;GB/T2900.77一2008,311-06-05给出了线性度的定义 注2:不一致性和非线性度不包括回差 3.9 不重复性non-repeatabiltty 重复性的偏差 注GB/T2900.77一2008,311-06-06给出了重复性的定义 3.10 回差hysteresis 装置或仪表依据施加输人值的方向顺序给出对应于其输人值的不同输出值的特性 -2008,351-24-15 注;改写GB/T2900.56一 3.11 死区deadband 输人变量的变化不引起输出变量有任何可察觉变化的有限数值区间 注:改写GB/T2900.56一2008,351-24-14 3.12 意外事件unexpectedevent 评定期间发生的需要由制造商修复的装置破损、工作失效、异常或意外损坏 3.13 试验程序testprocedure 评定开始之前,由制造商,试验机构与买方/用户间商定的有关将要进行的试验和每项试验的条件 说明 3.14 型式试验typetest 为证明设计符合某一规范的要求,在按某种设计制造的一台或数台装置上进行的试验 注改写GB/T2900.83一2008,151-16-16 3.15 例行试验routimetest 在制造中或制造后对每个产品进行的符合性试验
GB;/T33905.1一2017 [GB/T2900.83一2008,定义151-16-17] 3.16 抽样试验sampling test 从检验批量中随机抽取一定数量的产品进行的符合性试验 智能传感器体系结构 4.1概述 智能传感器一般由电源单元、传感器子系统、数据处理子系统、人机接口、通信接口和电输出子系统 构成,其模型见图1 注:基于智能传感器的测量原理,智能传感器的组成可能不限于或不全部包含图1所示的模块 人机/o 电源 输入 人机 孩计 电源 单元 信号 传感器 电输出 数那处" 输出 子系统 子系统 子系统 信号输 通信 接口 外围系统o 串行或并行通信 图1智能传感器的模型 4.2数据处理子系统 数据处理子系统是智能传感器的核心 它的主要功能是为人,通信接口和(或)电输出子系统的实 时应用提供并处理被测量 除主要测量功能外,不同的智能传感器还可以配备许多不同的附加功能 其中,智能传感器常备的 附加功能有 组态; 调整和整定; 自测试、诊断、环境条件监测; 外部过程控制功能; 趋势记录和数据存储 部分功能可置于临时或连续连接到通信网络上的外部设备内(如,组态,趋势记录》.
GB/T33905.1一2017 4.3传感器子系统 传感器子系统将被测的物理量或化学量转变成电信号,经调理和数字化后供数据处理单元使用 该子系统也可装备感知二进制信号的电路(如;按外部命令改变测量范围),或装备不同类型的辅助传感 器(如:用于补偿、内部诊断和环境条件监测的. 传感器和传感器子系统可与其他模块整合在一个外壳内 传感器也可位于远端如;密度计,热电 偶变送器 依据所用的测量原理,传感器可能不需要辅助(外部)电源(如:热电偶),也可能需要辅助电源(如 应变仪),还可能需要特殊特性的电源如;电磁流量计和科氏流量计) 4.4人机接口 人机接口是智能传感器的可选单元,是用于直接与操作者交互和通信的重要工具 它由读出数据 本地显示)、输人数据和发出请求(本地按钮)的集成功能模块组成 智能传感器不配备人机接口时,可 通过通信接口、外部系统或手持终端访问内部数据 4.5通信接口 通信接口是连接智能传感器和外部系统的桥梁,是实现智能功能的必要条件 通过接口数字通信 链路)传递测量和控制数据,也提供了智能传感器组态数据的存取 还有一些混合式智能传感器,其数 字数据是叠加在模拟数据信号线上的 有些智能传感器通信接口是可选的,这时可通过人机界面实现 组态和数据读取 4.6电输出子系统 电输出子系统是智能传感器的可选单元,可以将数据处理子系统提供的数字信息转换成一个或多 个模拟电信号,也可以装备一个或多个二进制的(数字)电输出设备 4.7电源单元 些智能传感器需要一个分离的交流或直流主电源,当前主流的智能传感器是“回路供电”的,即通 过信号传输线或电信号输出线接收电力 S 智能传感器的接口规范 智能传感器接口方面的要求见GB/T340682017 智能传感器的特性与分类 6 智能传感器的特性与分类方法见GB/T34069一2017 智能传感器的可靠性设计方法与评审 智能传感器在研制过程中的可靠性设计以及对可靠性设计进行评审的方法见GB/T34071一2017
GB;/T33905.1一2017 一般准则 8.1实际工作条件 最为理想的性能试验应是在智能传感器使用中可能遇到的各种工作条件下进行 但是要想在各种 可能的组合工作条件下评定智能传感器的性能是不现实的 为此,本部分规定了一种标准试验程序,既 适合于在实验室条件下进行试验,同时通过一定的努力又能获取足够数据预测智能传感器的现场性能 只要采用少量的标准条件覆盖整个范围就能简化试验过程.更便于对在不同智能传感器上进行的试验 作相互比较 8.2经济方面 在选择试验程序及试验点测量循环的数量时,应考虑使试验目的和相关试验结果与试验成本和技 术难度达到最佳平衡 试验应采用标准试验程序,如果因经济或其他原因而取消或简化了试验,应在试 验报告中加以说明 8.3试验的再现性和试验结果的可比性 8.3.1概述 为了使在不同时间和不同地点,由不同的操作人员在同一类型的不同智能传感器上进行试验取得 的结果具有可比性,应认真确定试验程序和试验方法，且所确定的试验程序和试验方法应具有再现性， 尤其应满足8.3.28.3.4要求 8.3.2试验方法的标准化 试验开始之前首先应确定试验方法,在可能的情况下所确定的方法应与标准试验方法一致 若与 标准试验方法有不一致之处应在试验报告中说明 8.3.3影响因素 试验期间,应检查所有可能影响被试智能传感器性能的因素并尽可能使其保持不变(特定被试条件 除外) 8.3.4试验方法的文件化 试验报告应指明试验期间的标准或引用的标准,说明试验条件以及试验期间出现的任何与规定条 件不一致之处 8.4试验结果的处理 由于经济方面的原因(见8.2),每一项试验的测量次数经常被减少到最低程度,因而从统计学的角 度来看是没有意义的 这样就不能按统计学方法而应以常规的方法来处理试验结果,从中获取有价值 的信息 因此-鉴于被试智能传感器特性参数(例如,不准确度,回差、重复性、死区等)的一般性质,应以被测 值与约定真值之间的最大(正或负)差值进行计算,某些取平均值的量例如,测量误差、线性度)作为 例外 8.5试验结果受其他试验的影响性 试验结果应不受先前试验的影响
GB/T33905.1一2017 试验和样品的一般条件 g.1环境试验条件 试验应在相关标准推荐的环境试验条件下进行见表1) 表1环境试验条件 温度 相对湿度 大气压力 试验的大气条件 % kPa 标准参比大气 20 65 101.3 1525 45~75 86~106 推荐极限值 20士2 65士5 86106 仲裁测量 参比大气) 86~106 23士2 50士5 适用于测量机械量,重量、压力及类似用途的智能传感器 适用于测量电量、温度、湿度及类似用途的智能传感器 试验值应在表1列出的标准参比大气条件下修正 标准参比大气相当于通常由制造厂商确定的正 常参比工作条件 如果在推荐的环境条件范围内测量结果不符合技术要求且无法调整到标准大气条件的修正参数 可以在表1中列出的”或'条件下或者从相关标准中选取相当于制造厂商规定的参比工作条件的其他 条件下重复测量仲裁测量. 注将基本试验条件维持在规定的极限范围内可能需要特殊的设备 试验测量的环境条件推荐极限值要求: a 电磁场:如涉及,要规定数值; b)试验期间环境温度在10min内允许的最大变化量为1C,但不超过3/h 9.2供源条件 g.2.1参比值 该值由制造厂商规定 9.2.2允差 除了用户与制造厂商商定采用更小的允差外,其他均应采用下列允差 电源 a 额定电压:士1%; 1 2) 额定频率;:士1%; 3 谐波失真(交流电源):<5% 4) 纹波(直流电源)<1% b 气源 1 额定压力:士3%; 22 供气温度:环境温度士2C; 33 供气湿度:露点至少低于智能传感器本体温度10C
GB;/T33905.1一2017 4 含油含尘量 油;重量小于1×10-" 尘:颗粒不超过3然m 流体源(供化学分析器和流量计用);流量为制造厂商规定的最大与最小流量的平均值,温度应 维持在适当温度的士2C以内 9.3负载条件 试验时的负载值应为 智能传感器的电压输出信号为制造厂商规定的最小值 aa b)智能传感器的电流输出信号为制造厂商规定的最大值 9.4安装位置 按制造厂商的安装说明,按照规定的正常位置安装被试智能传感器,安装允差为士3"以内 在可能的情况下应使用随智能传感器提供的安装支架 智能传感器应盖上所有盖板 9.5外界振动 智能传感器的安装应能避免智能传感器在试验期间受到外界振动的影响 g.6外界机械制约 除了制造厂商推荐的安装条件外,不允许有其他外部机械制约存在 电气和管道应采用柔性方式 连接 9.7样品的选择 9.7.1准则 在选择被试智能传感器时要考虑8.2提及的准则(经济方面的因素) 对一批智能传感器中单件样品进行的测量试验,为使测量结果具有良好的近似性并对整批智能传 感器都有效,所选择的样品应是其原始整批中具有代表性的 抽样方案和选择样品的准则取决于并应符合试验目的和试验的类型 9.7.2选择程序 被试智能传感器应依据下列相关试验类型决定 性能评定和型式试验 a 这些试验应至少测量3件智能传感器,被试智能传感器可以从生产线上抽取,也可以从制 造厂商仓库中抽取; 22 被试智能传感器应是典型产品即不能经过特别挑选也不能在交付前重新校准 b 例行试验 l)例行试验要在制造期间或制成后的每一台智能传感器上进行,因此不必考虑选择程序 22 通过相关方事先协商,可以采用特殊的抽样技术 抽样试验 抽样试验是由试验人员随机抽取若干有代表性的智能传感器进行试验 抽样试验建议采用 GB/T2828.1一2012所述的抽样方法
GB/T33905.1一2017 g.8被试智能传感器的交付 智能传感器应在正常包装后连同包装调试所需的附件以及说明书一起送往试验地 g.9识别和检查 智能传感器送到试验地后应连同包装一起贮存在适合的环境条件下,直到试验大纲付诸实施之前 再取出进行调试 目测智能传感器和外包装在运输过程中是否受到损坏 试验报告应对包装是否适当,以及交付过 程中发现的智能传感器缺陷等情况做出评价 应以被试智能传感器的标志或铭牌作为识别标记 10通用试验程序和注意事项 10.1试验机构 承担试验的检验机构应经过国家质量技术监督部门的考核及认定 国家质量技术监督部门未认定 或要求的专业试验可以例外,但这种情况应在试验报告中给予说明 0.2试验准备工作 开始试验之前应商定试验程序和在发生意外事件时所要采取的措施 试验人员首先应阅读智能传 感器的说明书,然后根据制造厂商的说明书安装和调试智能传感器 对于专用设备,通常可邀请供货方 来调试 0.3参比测量设备的选择 10.3.1准则 应选择能够正确测量(按准确度等级和可靠性)被试智能传感器性能的测量仪表 测量仪表宜通过 国家质量技术监督部门检定或校准 0.3.2测量系统的不确定度 参比测量系统的最大允许误差应高于被试智能传感器的最大允许误差 试验用测量系统的总不确定度应不超过被试智能传感器规定误差限的1/4 测量系统的总不确定度应根据有关标准进行计算并应列人每一份最终试验报告内 10.3.3溯源性 应按国家质量技术监督部门的要求,依据相应的国家计量检定系统表定期对测量仪表进行检定和 校准 10.4输入变量的质量 输人变量信号应不含任何可能会显著影响试验结果的无关噪声 在不能消除噪声或振动的情况下应设法将其影响减少到最低程度 10.5试验顺序 应设计好试验的顺序,将可能对被试智能传感器的性能产生不可逆转影响的试验以及可能具有破
GB;/T33905.1一2017 坏性的试验(例如振动、加速寿命、过范围或过电压等试验)放在最后进行 如果出现意外情况,与供货方和用户协商后,可重新校准被试智能传感器再继续进行试验(见8.5). 10.6每一组测量的中断和持续时间 为避免由于被试智能传感器的不稳定性造成的中、长期影响或者由于环境条件发生明显变化带来 的影响,每一组测量都应在最短的合理时间内完成,不得中断见8.3.3). 10.7试验期间的异常情况和故障 10.7.1概述 试验期间,如果被试智能传感器发生意外事件、性能异常或故障,试验人员应在试验报告中做出记 录,并写明有关原因及所采取的措施 10.7.2程序 对于性能评定和型式试验,试验人员若有能力可以按照说明书自行修理智能传感器,也可请制造厂 商处理 如果修理后智能传感器还存在其他异常情况或放障,则应同制造厂商和用户协商后才能采取 相应措施 计划的试验应中断,只有未受异常情况影响的试验结果才有效 对于例行试验和抽样试验,出故障的智能传感器应在修理后继续接受试验;或者根据有关此类试验 的商定程序(见10.2)加以剔除 0.8试验的重新开始 试验中断后,应根据试验准则和所发生故障或异常的具体情况判断试验是继续进行还是重新开始 在排除故障修复后重新试验的情况下,测量程序应从头开始,因为在故障发生之前,原先进行的测 量可能已经受到逐步形成的故障的影响 如果异常情况或故障是由于对被试智能传感器处置不当引起的,就不应将原先的测量结果列人试 验记录报告 0.9预热 对有预热要求的智能传感器应经过预热,使其传感器达到稳定状态 0.10计量符号和单位 与试验有关的一切数据都应以1SO31中的国际单位制(SI)计量符号和单位表示 10.11试验报告和试验文件 试验结束后,应编写完整的试验报告 试验报告颁发后,试验检验机构应保存试验期间所有有关测量的原始文件至少2年

智能传感器第1部分：总则GB/T33905.1-2017

智能传感器是一种新型的传感器技术，它将传统传感器与微处理器相结合，可以通过内部处理和通信实现更加精确的测量、数据存储和远程监控等功能。GB/T33905.1-2017是中国国家标准化委员会发布的针对智能传感器的总则标准。

该标准规定了智能传感器的定义、分类、性能指标和测试方法等基本要求。其中，智能传感器的定义是指具有多种工作模式和通信接口、可进行自我诊断、可提供实时数据和状态信息等特点的传感器。智能传感器根据其应用领域和工作原理分为多种类型，例如环境传感器、机械传感器、生物传感器等。性能指标包括测量范围、灵敏度、重复性、线性度、响应时间等。测试方法主要包括静态测试和动态测试两种。

智能传感器的应用领域十分广泛，包括环境监测、医疗健康、工业自动化、交通运输等。它可以实现对各种参数如温度、湿度、压力、流量等进行快速、准确的测量，并通过数据采集和处理实现远程监控和控制。例如，在医疗健康领域中，智能传感器可以实时监测患者的生命体征，提供精准的医疗救护服务。

总之，智能传感器是一种具有极高应用价值的新型传感器技术。GB/T33905.1-2017的发布为智能传感器在中国的应用提供了技术支持和规范标准，使得不同厂家的产品能够在同一系统下进行兼容性运行。

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