影響空盒氣壓表溫度系數檢測結果關健因素的分析研究

(廣西壯族自治區計量檢測研究院 廣西 南寧 530007)

一、概述

(一)測量依據

參考JJG272-2007《空盒氣壓表和空盒氣壓計》檢定規程。

(二)環境條件

實驗室內沒有陽光直接照射、過大的空氣流動和較大的振動，室內溫度波動度不大于±2℃。

(三)測量標準：數字壓力計，準確度等級：0.01級，

測量范圍：(0～1580)hPa a.

恒溫箱標準溫度計，最大允許誤差為：±0.2℃

(四)測量對象

空盒氣壓表,檢測范圍：(860～1050)hPa;

最小分度值：1hPa

(五)測量方法

空盒氣壓表是用于測量大氣壓力的儀表。在示值檢定前必須對空盒氣壓表進行溫度系數的檢定。將空盒氣壓表放在恒溫箱內，分別在高溫點(35℃)、低溫度點(5℃)條件下穩定2小時以上，在高、低溫度點條件下分別讀取恒溫箱標準溫度計的溫度值和空盒氣壓表氣壓示值。同時用壓力控制器測量環境大氣壓。然后按檢定規程的計算公式計算出空盒氣壓表的溫度系數(即溫度每變化1℃空盒氣壓表示值變化量)。

二、數學模型

數學模型可以以示值誤差的形式給出：

式中Kt——溫度系數，hPa·℃-1;

t1——高溫點的溫度值，℃;

t2——低溫點的溫度值，℃;

p標1——在高溫點，標準器的氣壓值，hPa;

p標2——在低溫點，標準器的氣壓值，hPa;

p表1——在高溫點，空盒氣壓表氣壓示值，hPa;

p表2——在低溫點，空盒氣壓表氣壓示值，hPa;

三、靈敏系數

式中：溫度系數Kt取最大值0.26hPa·℃-1;

高溫點的溫度值t1為30℃;

低溫點的溫度值t2為5℃;

四、測量不確定度的來源

1.由恒溫箱標準溫度計在高溫點的測量誤差引入的不確定度u(t1)；

2.由恒溫箱標準溫度計在低溫點的測量誤差引入的不確定度u(t2)；

3.在高溫點空盒氣壓表估讀誤差引起的不確定度u(p1)；

4.在低溫點空盒氣壓表估讀誤差引起的不確定度u(p表2)；

5.輸入量p標1和p標2的標準不確定度分量。

由于在溫度系數檢定過程中環境大氣壓變化很小，p標1和p標2很接近，壓力控制器測量誤差在輸入量p標1和p標2中的影響量相等。由數學模型可知，壓力控制器測量誤差對溫度系數Kt的不確定度貢獻量很小。由壓力控制器顯示分辨力引入的不確定度可忽略不計。所以輸入量p標1和p標2的標準不確定度分量可忽略不計。

五、各不確定度分量的評定

1.由恒溫箱標準溫度計在高溫點的測量誤差引入的不確定度u(t1)；

恒溫箱標準溫度計在高溫點(35℃)的最大偏差為：-0.4℃。則

2.由恒溫箱標準溫度計在低溫點的測量誤差引入的不確定度u(t2)；

恒溫箱標準溫度計在低溫點(5℃)的最大偏差為：-0.2℃。則

3.輸入量p表1標p表2標準不確定度分量

輸入量p表1p表2的標準不確定度分量的分別來源于在高溫點被檢空盒氣壓表估讀誤差引入的不確定度u(p表1)和低溫點被檢空盒氣壓表估讀誤差引入的不確定度u(p表2)。

六、合成標準不確定度評定

因各輸入量之間沒有發現值得考慮的相關性，所以合成標準不確定度uc為

=0.0042hPa·℃-1

七、擴展不確定度的評定

取k=2，于是擴展不確定度為

U=uc×k=0.0042×2=0.0084hPa·℃-1(k=2)

由于計算靈敏系數時溫度系數Kt取最大值0.26hPa·℃-1，所以

相對擴展不確定度Urel=0.0084/0.26×100%=3.2%(k=2)

八、測量不確定度報告

擴展不確定度為：U=0.0084hPa·℃-1(k=2)

相對擴展不確定度為：Urel=3.2%(k=2)