GB-T 43816-2024 林草物聯(lián)網(wǎng) 傳感器技術(shù)要求

ICS35.100.01CCSL66中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T43816—2024林草物聯(lián)網(wǎng)傳感器通用技術(shù)要求Forestryandgrasslandinternetofthings—Sensortechnologyrequirement2024-03-15發(fā)布2024-03-15實(shí)施國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T43816—2024前言 Ⅰ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14分類 24.1物理量 24.2化學(xué)量 34.3生理量 35技術(shù)要求 35.1通用要求 35.2物理量 45.3化學(xué)量 75.4生理量 8參考文獻(xiàn) 10ⅠGB/T43816—2024本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由國家林業(yè)和草原局提出。本文件由全國林業(yè)和草原信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC386)歸口。本文件起草單位:中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、國家林業(yè)和草原局信息中心、北京林業(yè)大學(xué)、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院華東分院、深圳賽西信息技術(shù)有限公司、中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所、保定市心慧教育技術(shù)裝備有限公司。1GB/T43816—2024林草物聯(lián)網(wǎng)傳感器通用技術(shù)要求1范圍本文件規(guī)定了林草物聯(lián)網(wǎng)中常用傳感器的基本參數(shù)和通用技術(shù)要求。本文件適用于林草物聯(lián)網(wǎng)傳感器的設(shè)計(jì)和開發(fā)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T13283—2008工業(yè)過程測(cè)量和控制用檢測(cè)儀表和顯示儀表精確度等級(jí)3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。林草物聯(lián)網(wǎng)forestryandgrasslandinternetofthings在森林、草原、濕地、荒漠化和沙化等環(huán)境中,通過感知設(shè)備,按照約定的協(xié)議,進(jìn)行物與物之間的信息交換和通信,實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能的系統(tǒng)。[來源:LY/T2413.2—2015,3.1.1]3.2靈敏度sensitivity某方法對(duì)單位濃度或單位量待測(cè)物質(zhì)變化所致的響應(yīng)量變化程度。3.3重復(fù)性repeatability在相同測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。3.4漂移drift在一定的時(shí)間間隔內(nèi),傳感器輸出中有與被測(cè)量無關(guān)的不需要的變化量。3.5溫度漂移temperaturedrift在一定的時(shí)間間隔內(nèi),由于溫度變化引起的傳感器輸出中有與被測(cè)量無關(guān)的不需要的變化量。3.6零點(diǎn)漂移zerodrift傳感器零位隨著時(shí)間推移產(chǎn)生的變化值。3.7靈敏度漂移sensitivitydrift傳感器靈敏度隨外部條件變化產(chǎn)生的變化。2GB/T43816—20243.8熱靈敏度漂移thermalsensitivitydrift傳感器靈敏度隨溫度變化而產(chǎn)生的變化。3.9測(cè)量范圍measuringrange傳感器所能測(cè)得最大值和最小值組成的區(qū)間。輸出阻抗outputimpedance輸入端短路時(shí)傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。零點(diǎn)輸出zerooutput在室內(nèi)條件下所加被測(cè)量為零時(shí)的輸出。輸出時(shí)被測(cè)量變化的特性。響應(yīng)時(shí)間responsivetime傳感器因被測(cè)量變化引起輸出量變化所需的時(shí)間。4分類4.1物理量儀等。4.1.2熱學(xué)量溫度傳感器、紅外溫度傳感器、熱輻射傳感器等。4.1.3濕度量濕度傳感器等。4.1.4光學(xué)量可見光傳感器、光照強(qiáng)度傳感器等。4.1.5聲學(xué)量超聲傳感器、聲傳感器等。4.1.6電學(xué)量電流傳感器、電壓傳感器、電場(chǎng)傳感器等。4.1.7磁學(xué)量磁方位角傳感器等。3GB/T43816—20244.2化學(xué)量4.2.1氣體量一氧化碳濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氧濃度傳感器、氮氧化物濃度傳感器、負(fù)氧離子傳感4.2.2離子量pH傳感器、鈉離子濃度傳感器、鉀離子濃度傳感器、氯離子濃度傳感器、鈣離子濃度傳感器。4.3生理量心率傳感器、血氧濃度傳感器、植物莖流傳感器、植物莖體水分傳感器等。5技術(shù)要求5.1通用要求通用技術(shù)要求如下:a)大氣壓力:76kPa~106kPa;b)貯存運(yùn)輸溫度:-30℃~60℃;c)傳輸方式:傳感器采用有線或無線傳輸方式;d)傳感器接口:支持RS232串行接口和RS485串行接口等;e)測(cè)量精度:應(yīng)不低于GB/T13283—2008中規(guī)定的1.5級(jí);f)存儲(chǔ)容量:具備存儲(chǔ)功能的傳感器,其存儲(chǔ)容量應(yīng)不少于10kB;g)工作穩(wěn)定性:傳感器應(yīng)進(jìn)行工作穩(wěn)定性試驗(yàn),通電時(shí)間不少于15d。不同環(huán)境下傳感器的其他技術(shù)要求見表1。表1不同環(huán)境下傳感器的其他技術(shù)要求類別技術(shù)要求1級(jí)—工作溫度:-40℃~60℃;—相對(duì)濕度:10%~100%;—沙塵濃度:0.17mg/m3~0.22mg/m3;—連續(xù)工作時(shí)間:不應(yīng)低于1年;—標(biāo)定和校準(zhǔn):每半年至少進(jìn)行1次標(biāo)定和校準(zhǔn)2級(jí)—工作溫度:-20℃~60℃;—相對(duì)濕度:10%~95%;—沙塵濃度:0.04mg/m3~0.11mg/m3;—連續(xù)工作時(shí)間:不應(yīng)低于2年;—標(biāo)定和校準(zhǔn):每年至少進(jìn)行1次標(biāo)定和校準(zhǔn)4GB/T43816—20245.2物理量5.2.1力學(xué)量5.2.1.1壓力傳感器5.2.1.1.1大氣壓力傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:600hPa~1300hPa;b)測(cè)量精度:0.03%FS;c)零點(diǎn)漂移:不大于0.02%FS;d)溫度漂移:不大于0.02%FS;e)熱靈敏度漂移:不大于0.02%/℃。5.2.1.1.2液體壓力傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0MPa~30MPa;b)測(cè)量精度:0.03%FS;c)零點(diǎn)漂移:不大于0.2%FS;d)溫度漂移:不大于0.02%FS;e)液體壓力傳感器應(yīng)具有防腐蝕的外部殼體,并設(shè)置有取壓孔,連續(xù)工作壽命超過10000h。5.2.1.2力矩傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0r/min~6000r/min;b)同心度:誤差不超過±0.2%;c)測(cè)量精度:0.2%FS。5.2.1.3加速度計(jì)主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:線加速度為-200m/s2~200m/s2,角加速度為500(°)/s2;b)輸出阻抗:不大于1kΩ;c)溫度漂移:不大于0.02%FS/℃;d)熱靈敏度漂移:不大于0.04%/℃;e)最大采樣頻率:不低于1000Hz;f)測(cè)量精度:0.2%FS。5.2.1.4流速傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:-20m/s~20m/s;b)輸出阻抗:不大于1kΩ;c)零點(diǎn)輸出:100mV;d)溫度漂移:不大于0.02%FS/℃;5GB/T43816—2024e)熱靈敏度漂移:不大于0.04%/℃;f)最大采樣頻率:不低于10Hz。5.2.1.5流量傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:10m3/h~100m3/h;b)測(cè)量精度:0.5%FS。5.2.1.6位移傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0mm~100mm;b)測(cè)量精度:0.5%FS。5.2.1.7傾斜角傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:±60°;b)測(cè)量精度:0.5%FS。5.2.1.8陀螺儀主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0(°)/s~100(°)/s;b)零偏穩(wěn)定性:0.001(°)/s;c)分辨率:0.01(°)/s;d)帶寬:大于50Hz。5.2.2熱學(xué)量5.2.2.1溫度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:-55℃~125℃;b)基本誤差:不大于±0.1%FS;c)響應(yīng)時(shí)間(T90):不大于10s。5.2.2.2紅外溫度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0℃~300℃;b)響應(yīng)波長范圍:3μm~14μm;c)測(cè)量精度:0.5%FS;d)分辨率:0.1℃;e)響應(yīng)時(shí)間:300ms;f)探測(cè)距離:大于200m。5.2.2.3熱輻射傳感器主要技術(shù)要求如下:6GB/T43816—2024a)量程:-55℃~125℃;b)測(cè)量精度:0.25%FS。5.2.3濕度量5.2.3.1空氣濕度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)誤差:±5%(10%~80%,20℃);±7%(10%以下或80%以上,20℃);b)濕度回差:不大于3%;c)重復(fù)性:不大于2%;d)響應(yīng)時(shí)間:不大于30s。5.2.3.2土壤濕度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0%~100%(體積含水率);b)測(cè)量精度:1%FS;c)響應(yīng)時(shí)間:不大于10s。5.2.4光學(xué)量主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:200lx~200000lx;b)光譜范圍:400nm~700nm。5.2.5聲學(xué)量5.2.5.1超聲傳感器主要技術(shù)要求如下:a)工作頻率:40kHz;b)諧振阻抗:120Ω±20Ω;c)頻帶寬度(-3dB):Δf-3dB≥2kHz。5.2.5.2次聲傳感器主要技術(shù)要求如下:a)工作頻率:0.001Hz~20Hz;b)輸出信號(hào):400mV/Pa;c)動(dòng)態(tài)范圍:110dB。5.2.5.3聲強(qiáng)傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:30dB~150dB;b)頻響范圍:20Hz~20kHz。5.2.6磁學(xué)量主要技術(shù)要求如下:7GB/T43816—2024a)測(cè)量范圍:0°~360°;b)測(cè)量精度:0.02%FS;c)零點(diǎn)輸出:不大于0.05°。5.3化學(xué)量5.3.1一氧化碳濃度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:10‰~1000‰;b)測(cè)量精度:0.1%FS;c)基本誤差:±2%。5.3.2二氧化碳濃度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0‰~6000‰;b)基本誤差:不大于±1%;c)響應(yīng)時(shí)間:不大于20s。5.3.3氧濃度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0%~25.0%;b)基本誤差:不大于±3.0%;c)響應(yīng)時(shí)間:不大于20s。5.3.4氮氧化物濃度傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0‰~1500‰;b)供電電壓:AC220V×(1+10%),頻率50Hz,或DC9V~24V;c)基本誤差:不大于±5%;d)響應(yīng)時(shí)間:不大于90s。5.3.5負(fù)氧離子傳感器主要技術(shù)要求如下:a)離子極性:應(yīng)分別測(cè)量正、負(fù)離子;b)響應(yīng)時(shí)間常數(shù):小于或等于15s;c)極化電源:DC90V5%等于正、層疊電池組;d)外接電源:AC220V5%等于正、負(fù)離子傳感器±2Hz;e)功耗:不大于40W;f)取樣空氣流量:8820cm3/s±441cm3/s;g)離子遷移率[cm2/(V·s)]:1.0、0.4、0.15;h)測(cè)量誤差:±10%。5.3.6煙霧傳感器主要技術(shù)要求如下:8GB/T43816—2024a)測(cè)量范圍:100‰~10000‰;b)供電電壓:DC9V~24V;c)模擬輸出:0V~5V;d)測(cè)量精度和響應(yīng)時(shí)間:當(dāng)煙霧濃度達(dá)到5%obs/m時(shí),傳感器應(yīng)響應(yīng)且響應(yīng)時(shí)間小于或等于20s。5.3.7PM2.5傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0μg/m3~999μg/m3;b)測(cè)量精度:0.1%FS;c)大氣壓測(cè)量顯示值誤差:不大于1kPa;d)平均無故障時(shí)間:不小于800h。5.3.8pH傳感器主要技術(shù)要求如下:a)測(cè)量范圍:0~14;b)測(cè)量精度:0.5%FS或0.05%FS;c)響應(yīng)時(shí)間:1s內(nèi)完成90%的讀數(shù);d)零電位pH:7±0.25。5.4生理量5.4.1心率傳感器主要技術(shù)要求如下:a)工作溫度范圍:-20℃~60℃;b)