GB-T 43816-2024 林草物联网 传感器技术要求

ICS35.100.01CCSL66中华人民共和国国家标准GB/T43816—2024林草物联网传感器通用技术要求Forestryandgrasslandinternetofthings—Sensortechnologyrequirement2024-03-15发布2024-03-15实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T43816—2024前言 Ⅰ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14分类 24.1物理量 24.2化学量 34.3生理量 35技术要求 35.1通用要求 35.2物理量 45.3化学量 75.4生理量 8参考文献 10ⅠGB/T43816—2024本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由国家林业和草原局提出。本文件由全国林业和草原信息标准化技术委员会(SAC/TC386)归口。本文件起草单位:中国电子技术标准化研究院、国家林业和草原局信息中心、北京林业大学、中国电子技术标准化研究院华东分院、深圳赛西信息技术有限公司、中国电子科技集团公司第四十九研究所、保定市心慧教育技术装备有限公司。1GB/T43816—2024林草物联网传感器通用技术要求1范围本文件规定了林草物联网中常用传感器的基本参数和通用技术要求。本文件适用于林草物联网传感器的设计和开发。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T13283—2008工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。林草物联网forestryandgrasslandinternetofthings在森林、草原、湿地、荒漠化和沙化等环境中,通过感知设备,按照约定的协议,进行物与物之间的信息交换和通信,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能的系统。[来源:LY/T2413.2—2015,3.1.1]3.2灵敏度sensitivity某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度。3.3重复性repeatability在相同测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。3.4漂移drift在一定的时间间隔内,传感器输出中有与被测量无关的不需要的变化量。3.5温度漂移temperaturedrift在一定的时间间隔内,由于温度变化引起的传感器输出中有与被测量无关的不需要的变化量。3.6零点漂移zerodrift传感器零位随着时间推移产生的变化值。3.7灵敏度漂移sensitivitydrift传感器灵敏度随外部条件变化产生的变化。2GB/T43816—20243.8热灵敏度漂移thermalsensitivitydrift传感器灵敏度随温度变化而产生的变化。3.9测量范围measuringrange传感器所能测得最大值和最小值组成的区间。输出阻抗outputimpedance输入端短路时传感器输出端测得的阻抗。零点输出zerooutput在室内条件下所加被测量为零时的输出。输出时被测量变化的特性。响应时间responsivetime传感器因被测量变化引起输出量变化所需的时间。4分类4.1物理量仪等。4.1.2热学量温度传感器、红外温度传感器、热辐射传感器等。4.1.3湿度量湿度传感器等。4.1.4光学量可见光传感器、光照强度传感器等。4.1.5声学量超声传感器、声传感器等。4.1.6电学量电流传感器、电压传感器、电场传感器等。4.1.7磁学量磁方位角传感器等。3GB/T43816—20244.2化学量4.2.1气体量一氧化碳浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、氧浓度传感器、氮氧化物浓度传感器、负氧离子传感4.2.2离子量pH传感器、钠离子浓度传感器、钾离子浓度传感器、氯离子浓度传感器、钙离子浓度传感器。4.3生理量心率传感器、血氧浓度传感器、植物茎流传感器、植物茎体水分传感器等。5技术要求5.1通用要求通用技术要求如下:a)大气压力:76kPa~106kPa;b)贮存运输温度:-30℃~60℃;c)传输方式:传感器采用有线或无线传输方式;d)传感器接口:支持RS232串行接口和RS485串行接口等;e)测量精度:应不低于GB/T13283—2008中规定的1.5级;f)存储容量:具备存储功能的传感器,其存储容量应不少于10kB;g)工作稳定性:传感器应进行工作稳定性试验,通电时间不少于15d。不同环境下传感器的其他技术要求见表1。表1不同环境下传感器的其他技术要求类别技术要求1级—工作温度:-40℃~60℃;—相对湿度:10%~100%;—沙尘浓度:0.17mg/m3~0.22mg/m3;—连续工作时间:不应低于1年;—标定和校准:每半年至少进行1次标定和校准2级—工作温度:-20℃~60℃;—相对湿度:10%~95%;—沙尘浓度:0.04mg/m3~0.11mg/m3;—连续工作时间:不应低于2年;—标定和校准:每年至少进行1次标定和校准4GB/T43816—20245.2物理量5.2.1力学量5.2.1.1压力传感器5.2.1.1.1大气压力传感器主要技术要求如下:a)测量范围:600hPa~1300hPa;b)测量精度:0.03%FS;c)零点漂移:不大于0.02%FS;d)温度漂移:不大于0.02%FS;e)热灵敏度漂移:不大于0.02%/℃。5.2.1.1.2液体压力传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0MPa~30MPa;b)测量精度:0.03%FS;c)零点漂移:不大于0.2%FS;d)温度漂移:不大于0.02%FS;e)液体压力传感器应具有防腐蚀的外部壳体,并设置有取压孔,连续工作寿命超过10000h。5.2.1.2力矩传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0r/min~6000r/min;b)同心度:误差不超过±0.2%;c)测量精度:0.2%FS。5.2.1.3加速度计主要技术要求如下:a)测量范围:线加速度为-200m/s2~200m/s2,角加速度为500(°)/s2;b)输出阻抗:不大于1kΩ;c)温度漂移:不大于0.02%FS/℃;d)热灵敏度漂移:不大于0.04%/℃;e)最大采样频率:不低于1000Hz;f)测量精度:0.2%FS。5.2.1.4流速传感器主要技术要求如下:a)测量范围:-20m/s~20m/s;b)输出阻抗:不大于1kΩ;c)零点输出:100mV;d)温度漂移:不大于0.02%FS/℃;5GB/T43816—2024e)热灵敏度漂移:不大于0.04%/℃;f)最大采样频率:不低于10Hz。5.2.1.5流量传感器主要技术要求如下:a)测量范围:10m3/h~100m3/h;b)测量精度:0.5%FS。5.2.1.6位移传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0mm~100mm;b)测量精度:0.5%FS。5.2.1.7倾斜角传感器主要技术要求如下:a)测量范围:±60°;b)测量精度:0.5%FS。5.2.1.8陀螺仪主要技术要求如下:a)测量范围:0(°)/s~100(°)/s;b)零偏稳定性:0.001(°)/s;c)分辨率:0.01(°)/s;d)带宽:大于50Hz。5.2.2热学量5.2.2.1温度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:-55℃~125℃;b)基本误差:不大于±0.1%FS;c)响应时间(T90):不大于10s。5.2.2.2红外温度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0℃~300℃;b)响应波长范围:3μm~14μm;c)测量精度:0.5%FS;d)分辨率:0.1℃;e)响应时间:300ms;f)探测距离:大于200m。5.2.2.3热辐射传感器主要技术要求如下:6GB/T43816—2024a)量程:-55℃~125℃;b)测量精度:0.25%FS。5.2.3湿度量5.2.3.1空气湿度传感器主要技术要求如下:a)误差:±5%(10%~80%,20℃);±7%(10%以下或80%以上,20℃);b)湿度回差:不大于3%;c)重复性:不大于2%;d)响应时间:不大于30s。5.2.3.2土壤湿度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0%~100%(体积含水率);b)测量精度:1%FS;c)响应时间:不大于10s。5.2.4光学量主要技术要求如下:a)测量范围:200lx~200000lx;b)光谱范围:400nm~700nm。5.2.5声学量5.2.5.1超声传感器主要技术要求如下:a)工作频率:40kHz;b)谐振阻抗:120Ω±20Ω;c)频带宽度(-3dB):Δf-3dB≥2kHz。5.2.5.2次声传感器主要技术要求如下:a)工作频率:0.001Hz~20Hz;b)输出信号:400mV/Pa;c)动态范围:110dB。5.2.5.3声强传感器主要技术要求如下:a)测量范围:30dB~150dB;b)频响范围:20Hz~20kHz。5.2.6磁学量主要技术要求如下:7GB/T43816—2024a)测量范围:0°~360°;b)测量精度:0.02%FS;c)零点输出:不大于0.05°。5.3化学量5.3.1一氧化碳浓度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:10‰~1000‰;b)测量精度:0.1%FS;c)基本误差:±2%。5.3.2二氧化碳浓度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0‰~6000‰;b)基本误差:不大于±1%;c)响应时间:不大于20s。5.3.3氧浓度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0%~25.0%;b)基本误差:不大于±3.0%;c)响应时间:不大于20s。5.3.4氮氧化物浓度传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0‰~1500‰;b)供电电压:AC220V×(1+10%),频率50Hz,或DC9V~24V;c)基本误差:不大于±5%;d)响应时间:不大于90s。5.3.5负氧离子传感器主要技术要求如下:a)离子极性:应分别测量正、负离子;b)响应时间常数:小于或等于15s;c)极化电源:DC90V5%等于正、层叠电池组;d)外接电源:AC220V5%等于正、负离子传感器±2Hz;e)功耗:不大于40W;f)取样空气流量:8820cm3/s±441cm3/s;g)离子迁移率[cm2/(V·s)]:1.0、0.4、0.15;h)测量误差:±10%。5.3.6烟雾传感器主要技术要求如下:8GB/T43816—2024a)测量范围:100‰~10000‰;b)供电电压:DC9V~24V;c)模拟输出:0V~5V;d)测量精度和响应时间:当烟雾浓度达到5%obs/m时,传感器应响应且响应时间小于或等于20s。5.3.7PM2.5传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0μg/m3~999μg/m3;b)测量精度:0.1%FS;c)大气压测量显示值误差:不大于1kPa;d)平均无故障时间:不小于800h。5.3.8pH传感器主要技术要求如下:a)测量范围:0~14;b)测量精度:0.5%FS或0.05%FS;c)响应时间:1s内完成90%的读数;d)零电位pH:7±0.25。5.4生理量5.4.1心率传感器主要技术要求如下:a)工作温度范围:-20℃~60℃;b)