關于自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法的分析

張晨亮，吐魯遜·伊力，陳 禹

新疆氣象技術裝備保障中心，新疆烏魯木齊 830002

PTB220 氣壓傳感器是基于振蕩電路、參考電容以及微處理器組成的數字壓力傳感器，能夠同時測量壓力和空氣濕度，傳感器能夠進行溫度補償和壓力線性補償，在壓力發生變化時，傳感器電容值也會發生變化進而得到壓力值，一般工作技術參數為500～100hPa 壓力，誤差值為±0.25hPa，本文主要研究自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法。

1 自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法

PTB220 氣象傳感器有一個串行接口，一般氣壓檢定需要采用這個串行接口，與12V 直流穩壓電源相連，運行WINDOWS超級終端或者其他串口通信軟件，串口參數設置為：偶校驗，7 數據位，1 停止位，無數據流控制。接通氣壓計電源，顯示“＞”表示電腦與氣壓計通訊成功，在此基礎上能夠實現當前氣壓值的讀取。

對比PTB220 氣壓傳感器和標準氣壓儀的測量值，若是各檢驗點測量值大于±0.25hPa，就需要選擇矯正方法檢驗各檢定點的誤差大小和方向。若是發現各壓力點的測量誤差方面一致，需要采用基點平移法根據各壓力點的平均值來進行調整。若是測量誤差呈現分段分布現象，可以采用截距調整和斜率調整法。在檢定環境下，先進行多點校正和線性校正，使氣壓和溫度調整系數恢復到出廠值，采用新的線性偏置校正。

LCI 命令主要是矯正新的線性偏置校正，用戶可以使用LCI 命令選擇單點偏執或者是兩點偏執。在進行新的多點校正時可以進行性8 個不同氣壓點的校正。

用一臺CPC6000 氣壓儀作為標準，參考外界溫度為24℃，PTB220 氣壓傳感器檢驗模式采用MMODE 氣壓表檢驗，氣路與起亞標準器、壓力調解源連接在一起，數字多用表與前面板的HI、L0 端連接，紅探頭與C+連接，黑探頭與C-連接，多用表電源先設置為直流電壓測量，再將量程設置為100V，SW4處于關閉狀態，調整為打開狀態后就可以選擇新的命令進行校準。將氣壓傳感器通過CPC6000 氣壓儀連成一個封閉的測量系統，串口連接計算機讀取和設置，在預熱30min 后，進行檢定。打開CPC6000 氣壓儀開關，PTB200 氣壓傳感器和氣壓標準器與外界連接，讀取氣壓傳感器器示值，標準值為876.20hPa，讀取值為876.58hPa，誤差為+0.38，超過了最大允許誤差，需要進行校正。在氣壓量程下與標準器進行校準，標準值為600.00、700.00、800.00、900.00、1000.00 時，示值為600.35、700.13、800.35、900.27、1000.13，修正值分別為-0.35、-0.13、-0.35、-0.37、-0.13，平均修正值-0.266hPa，采取多點調整法。

在終端輸入超級終端mpc on 命令，程序為(部分)：＞MPCI;PTB Reading?Correction……PTB Reading；Correction ＞MPC ON;ESC鍵結束。校準結果為示值：799.92、849.94、899.94、949.94、999.97，修正值為+0.08、+0.06、+0.06、+0.05、0.03，平均修正值為+0.056，在允許誤差范圍內。

2 誤差分析和對策

氣壓傳感器在工作中一般安裝在采集器里，測量數據主要是以開振蕩電路的作用，外界溫度的影響會導致電容溫度補償傳感器的介電常數發生變化，進而影響測量的轉確定，尤其是在溫差比較大的地區，白天很熱，空氣中水分含量非常少，夜間地面輻射非常強，晝夜溫差在10℃以上，就會為氣壓測量帶來嚴重影響，如標準器在-20℃、5℃、20℃、40℃的值為655.750、655.713.655.765、655.688，被檢傳感器為655.50、655.66、655.65、655.42，從這些數據中可以看出在溫度允許條件下，誤差非常小，若是超過了溫度的范圍，就會為校準帶來嚴重誤差。另外在一些海拔比較高的地區，年內氣壓變化幅度非常大，也會對氣壓校準帶來嚴重影響。

在氣象觀測中，測量儀器有自己的測量精度和使用要求，對于氣壓傳感器而言，若是輸出信號為模擬信號，在讀取輸出電壓或者是輸出電流是就要求在6 位半采集器上讀取，若是輸出信號為數字信號，數據的讀取可以通過計算機超級終端以及其他的一些顯示軟件進行，若是氣壓傳感器能夠同時輸出模擬量和數字量兩種信號，在檢定中調整儀器時調整數字量的同時也會影響模擬量的輸出，進而導致氣壓測量出現附加誤差，因此在檢驗數字量的同時還需要檢驗模擬量。

為減小氣壓傳感器的腳磚誤差，在儀器的檢定矯正中，需要定期進行，發現儀器數據出現漂移，一定要及時進行調整，保證儀器的檢定規程在允許的范圍內，保證氣象資料的準確性。針對環境比較惡略的地區，需要檢驗氣壓傳感器的工作環境，保證在儀器的進氣口沒有灰塵堵塞，傳感器沒有收到腐蝕、碰撞或者是劇烈振動的影響，電纜與接頭完好無損，在儀器的檢驗中需要輕拿輕放，避免影響電路。

為減少附加誤差的影響，標準器的固有特性選擇為氣溫24℃～35℃，穩定在基態時再進行計量校準，在校準穩定過程中隨之調整調壓器，保持校準器讀數的對稱性，校準工作最好在40 分鐘內完成。

3 結論

綜上所述，本文主要研究自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法，PTB220 氣壓傳感器的檢定誤差是多方面的，在平時的工作中還需要定期急性檢定，避免觀測數據的不準確性，在采集器的維護中避免影響電路。

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