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ICS 07.060 CCS A 47 DB42 湖北省地方标准 DB42/T 17222021 省级气象观测站现场校准规程 气压 Field calibration procedures for provincial meteorological observing station-atmospheric pressure sensor 2021-08-06 发布 2021-10-06 实施 湖北省市场监督管理局 发 布 目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 一般要求.2 5 校准条件.2 6 校准方法.2 7 校准结果.4 8 校准周期.4 附录 A（资料性）气压传感器校准原始记录格式.5 附录 B（资料性）气压传感器测量不确定度评定方法.6 附录 C（资料性）校准证书的内页格式.8 参考文献.9 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。本文件由湖北省气象信息与技术保障中心提出。本文件由湖北省气象局归口。本文件起草单位：湖北省气象信息与技术保障中心、武汉国家基本气象观测站。本文件主要起草人：曾涛、刘洪涛、龚熙、秦建峰、范宏飞、蔡明。本 文 件 实 施 应 用 中 的 疑 问，可 咨 询 湖 北 省 气 象 局，电 话 027-67847819,邮 箱：。对本文件的有关修改意见建议请反馈至湖北省气象信息与技术保障中心，电话：[phone]，邮箱：。省级气象观测站现场校准规程 气压 1 范围 本文件规定了省级气象观测站气压传感器的现场校准条件、项目、方法、结果及周期等。本文件适用于湖北省境内省级气象观测站气压传感器的现场校准。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。JJF 1001-2011 通用计量术语及定义 QX/T 485-2019 气象观测站分类及命名规则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 省级气象观测站 provincial meteorological observing station 属于省级管理的为开展气象观测而设立的观测实施及场所的总称。来源：QX/T 485-2019，3.1 3.2 气压传感器 atmospheric pressure sensor 一种能感应大气压力变化，并按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。3.3 校准 calibration 在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，第二步则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确定度。来源：JJF 1001-2011，4.10 3.4 测量误差 measurement error 测得的量值减去参考量值。来源：JJF 1001-2011，5.3 3.5 不确定度 uncertainty 根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。来源：JJF 1001-2011，5.18 气压标准器 气压传感器 连接管路 三通 自动压力控制器 4 一般要求 4.1 校准项目 气压传感器的外观、标识和测量误差。4.2 计量性能 气压传感器测量结果的最大允许误差：0.3 hPa。5 校准条件 5.1 校准仪器设备 5.1.1 气压标准器为数字式气压计，测量范围为 500 hPa1100 hPa，最大允许误差为0.10 hPa。5.1.2 辅助设备：自动压力控制器，内含微型气泵和压力调节器等，可以通过数据通信直接读取气压传感器的数值。5.1.3 上述校准所用的设备，应在检定有效期内，并处于正常工作状态，有相应的检定或者校准证书。5.2 现场环境条件 5.2.1 气温：5 30。5.2.2 相对湿度：85%。6 校准方法 6.1 校准前的准备 校准前应做好相应的准备工作。a)当满足现场环境条件时，可实施校准。b)气压传感器的校准按图 1 所示的方式连接。图1 气压传感器校准连接示意图 c)校准时传压介质为干燥空气。d)校准时应使气压传感器与标准器在同一水平面上。e)校准前应对整个系统进行密封性检查，由于漏气造成的最大压力差不应超过气压传感器最大允许误差的 1/10（0.03 hPa）。6.2 外观及标识检查 6.2.1 外观 气压传感器外观应完好，不应有影响计量性能的损伤或锈蚀，各部件应装配牢固，无松动、脱焊或者接触不良等现象。6.2.2 标识 气压传感器的铭牌应完整、清晰，标明产品名称、型号规格、出厂编号、测量范围、最大允许误差、工作电压、制造单位等。6.3 测量 6.3.1 校准点 校准点的要求为：a)当省级气象观测站海拔高度1000 m 时，宜选择 500 hPa、600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa和 1000 hPa 六个气压值作为校准点进行测量。也可根据现场情况，均匀选择六个不同的校准点，各个校准点的间隔为 100 hPa，省级气象观测站海拔高度所对应的气压值应包含在校准范围之内；b)当省级气象观测站海拔高度1000 m 时，宜选择 600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa、1000 hPa 和 1100 hPa 六个气压值作为校准点进行测量。也可根据现场情况，均匀选择六个不同的校准点，各个校准点的间隔为 100 hPa，省级气象观测站海拔高度所对应的气压值应包含在校准范围之内。6.3.2 测量步骤 从最低气压点（或最高气压点）开始，顺序逐点进行一次压力循环，在测量过程中，应平稳地升压或者降压。在各校准点上，待压力稳定后20 s，分别记录标准器示值和气压传感器的测量结果，其中正行程、负行程各1次，测量的记录格式见附录A。6.3.3 数据处理 按照式（1）计算标准器示值平均值，按照式（2）计算气压传感器各校准点测量结果的平均值。211(1,2,36)2iijjppi=（1）211(1,2,36)2iijjppi=（2）式中：ip 标准器第i个校准点的示值平均值，hPa；ijp 标准器第i个校准点的第j次示值，hPa；ip 气压传感器第i个校准点的测量结果的平均值，hPa；ijp 气压传感器第i个校准点的第j次的测量结果，hPa。按照式（3）计算气压传感器各校准点的测量误差。()(1,2,36)iiiipppci=+=（3）式中:ip 气压传感器第 i 个校准点的测量误差，hPa；ic 标准器第 i 个校准点的示值修正值，hPa。气压传感器各校准点的测量误差的最大值应满足4.2的要求。6.3.4 气压传感器各校准点的修正值等于-ip。6.3.5 测量误差应进行不确定度评定，评定对象、方法见附录 B。7 校准结果 7.1 原始记录 原始记录应完整记录测量结果，并进行正确的计算和数学处理。原始记录格式见附录A。7.2 校准证书 7.2.1 现场校准后应出具校准证书，校准证书的内容应排列有序、清晰，应包括下列内容：a)标题：校准证书；b)校准证书的编号、页码；c)站号、站名、海拔高度和所属单位；d)被校设备的名称、型号、规格、出厂编号、生产厂商；e)校准日期；f)校准人员的签名，核验人员的签名，主管人员的签名；g)环境条件说明；h)气压标准器的名称、型号、编号、测量范围、检定有效期；i)校准结果；j)测量结果的不确定度(测量结果的不确定度评估方法见附录 B)。7.2.2 校准证书内页格式参考附录 C。8 校准周期 复校时间间隔为一年，也可根据实际情况适当调整。A A 附录A （资料性）气压传感器校准原始记录格式 表A.1给出了气压传感器校准原始记录格式。表 A.1 气压传感器校准原始记录格式 单位 记录编号 站名 站号 海拔高度(m)名称 测量范围（hPa）型号规格 出厂编号 最大允许误差 制造单位 证书编号 气压传感器 气压标准器 校准地点 气温()相对湿度（%RH）气压(hPa)序号 正行程 反行程 气压标准器 气压传感器 标准器示值（hPa）气压传感器测量结果(hPa)标准器示值(hPa)气压传感器测量结果(hPa)示值平均值(hPa)修正值(hPa)测量结果 平均值(hPa)测量 误差(hPa)修正值(hPa)1 2 3 4 5 6 测量人员 测量日期 核验员 核验日期 B B 附录B （资料性）气压传感器测量不确定度评定方法 B.1 测量不确定度来源 测量不确定度来源于以下几方面：a)对被校气压传感器示值进行多次重复测量引入的不确定度分量；b)测量时标准器引入的不确定度分量；c)被校气压传感器分辨力引入的不确定度分量。B.2 测量不确定度各分量评定 B.2.1 被检气压传感器示值误差的重复性 被校准的气压传感器误差的重复性是在每个测试点上分别计算的。测试过程中，在每个压力点上分别读取了2次数据，采用极差法计算单次测量的标准差，计算方法按式（B.1）计算。CRpsii=)(B.1）式中：iR 在第 i 个压力测试点上误差最大值与误差最小值之差；C 极差系数。当测量次数为 2 时取 1.13。由于被校气压传感器在每个压力点上测量结果是用平均值表示的，因此，应将平均值的标准差作为该次测量结果的重复性。平均值的标准差按式（B.2）计算。npspspuiii)()()(=（i=1，2，6）(B.2)式中：ip气压传感器在第i 个校准点上 2 次误差的平均值；n 气压传感器第i 个校准点测量的次数，取 2；(ipu)气压传感器第 i个校准点上误差平均值的重复性。B.2.2 标准器的标准不确定度 用B类标准不确定度评定方法，根据上一级计量检定机构出具的数字压力计测量结果的扩展不确定度为U，包含因子为k，则标准器的标准不确定度按式（B.3）计算。()kUpui=(B.3）B.2.3 被校气压传感器分辨力导致的标准不确定度 读取气压传感器的数值时，末位显示分辨力最小为1 Pa，该分布为均匀分布，则由分辨力导致的标准不确定度按式（B.4）计算。()321=kIui(B.4）B.3 合成标准不确定度的评定 B.3.1 灵敏度系数 灵敏度系数是描述输入量的不确定度影响被测量估计值的不确定度的灵敏程度。B.3.2 合成标准不确定度 根据测量不确定度传播律，且各输入量相互独立，故合成标准不确定度按式（B.5）得到：(B.5)式(B.5)中，由重复性引入的不确定度分量和分辨力导致的不确定度分量中，取其中较大的进行计算。B.4 测量结果不确定度 B.4.1 扩展不确定度 取置信概率p=95%，则扩展不确定度为：)(95icpkuU=（k=2）B.5 测量不确定的报告与表示 被校气压传感器示值误差的测量结果的不确定度用扩展不确定度表示，其有效位数取1位2位。)(95icpkuU=（k=2）11=iippc12=iippc)()()(222iiiicIupupupu+=）C C 附录C （资料性）校准证书的内页格式 图C.1给出了校准证书的内页格式。证书编号：校准说明及校准结果 1 1、校准所依据的技术文件、校准所依据的技术文件 2 2、本次校准所使用的标准器：、本次校准所使用的标准器：名称:数字气压计,型号：,编号:,检定证书号:,有效期至：，测量范围：，最大允许误差：校准日期：年 月 日 3 3、校准结果、校准结果:外观及标识检查：校准数据:单位(hPa)序号 标准器平均值 测量结果平均值 测量误差 不确定度（U95）1 2 3 4 5 6 注注：气压传感器测量结果的最大允许误差：0.3 hPa（4.2）。4 4、校准的环境条件：、校准的环境条件：气温：相对湿度：%气压：hPa 图 C.1 校准证书的内页格式 参 考 文 献 1 JJF 1002-2010 国家计量检定规程编写规则 2 JJF 1008-2008 压力计量名词术语及定义 3 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 4 JJG 272-2007 空盒气压表和空盒气压计检定规程 5 JJG 1084-2013 数字式气压计检定规程 6 JJG（气象）001-2015 自动气象站气压传感器检定规程 7 WMO气象仪器和观测方法指南（第六版）（Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation）_