氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

胡 帆，劉 穎，周紅根，楊恒祥，沈 瑱，張 正

(1.江蘇省氣象探測中心，南京 210041；2.黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心，哈爾濱150030)

0 引言

為滿足對玻璃液體溫度表檢定數(shù)據(jù)錄入、處理和打印的需求，減輕玻璃液體溫度表檢定的人工勞動強(qiáng)度，提高溫度表檢定的工作效率和檢定準(zhǔn)確率[1]，文章研發(fā)了在Windows操作系統(tǒng)下的氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)。該系統(tǒng)完全符合JJG 207-92《氣象用玻璃液體溫度表檢定規(guī)程》的各項要求。系統(tǒng)建成后，在實際工作中進(jìn)行了運(yùn)用，工作效率明顯提高。

1 研究的內(nèi)容和系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.1 研究的內(nèi)容

為實現(xiàn)高效率的溫度表檢定，使檢定更準(zhǔn)確和快捷，開發(fā)氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)。研究內(nèi)容包括以下4個方面：

1)在Windows操作系統(tǒng)下設(shè)計便利的操作界面[2]，方便檢定員錄入玻璃液體溫度表的原始檢定數(shù)據(jù)；

2)研究準(zhǔn)確、高效的溫度表檢定算法，根據(jù)檢定數(shù)據(jù)判斷溫度表是否合格，給出合格溫度表在每一個溫度表示值點的修正值和不同修正值所適用的溫度示值區(qū)間；

3)設(shè)計合理的數(shù)據(jù)存儲方式，存儲檢定數(shù)據(jù)和檢定結(jié)果，方便檢定人員按照檢定日期、溫度表類別以及溫度表的表號等進(jìn)行查詢、統(tǒng)計和修改；

4)根據(jù)中心計量站的檢定證書格式，制作檢定證書打印系統(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)前臺采用VC++面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)[3]，后臺采用EXCEL文件存儲檢定數(shù)據(jù)和結(jié)果。該系統(tǒng)由參數(shù)設(shè)定程序、數(shù)據(jù)錄入程序、數(shù)據(jù)計算程序、數(shù)據(jù)查詢及修改程序、檢定結(jié)果存儲和打印程序等組成。該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、響應(yīng)快捷、運(yùn)轉(zhuǎn)高效。氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)組成框圖

首先進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，然后進(jìn)行檢定數(shù)據(jù)錄入，由系統(tǒng)根據(jù)不同分度的溫度表按照不同的算法進(jìn)行計算，判斷是否合格。若合格，給出合格溫度表的整10 ℃點修正值和修正值適用的示值區(qū)間，計算結(jié)果既可以保存到數(shù)據(jù)文件夾，也可以根據(jù)需要進(jìn)行打印。

1.2.1 參數(shù)設(shè)定程序

參數(shù)設(shè)定程序如圖2所示。

圖2 參數(shù)設(shè)定程序流程圖

參數(shù)設(shè)定程序由保存不同類型的溫度標(biāo)準(zhǔn)表在不同溫度檢定點上的修正值的數(shù)據(jù)文件、被檢定的溫度表的示值誤差范圍和相鄰點示值誤差范圍設(shè)定、所有檢定點以及每個檢定點上標(biāo)準(zhǔn)表的修正值等組成。

目前，已經(jīng)有8種類型的溫度表供選擇，還可以根據(jù)需要進(jìn)行添加。當(dāng)檢定溫度表時，輸入溫度表的編號和檢定員的信息后，必須首先確認(rèn)并選擇是何種類型的溫度表，然后電腦界面上會給出標(biāo)準(zhǔn)表在各個整10 ℃點上的修正值、檢定的最低和最高溫度點，以及示值誤差和相鄰示值誤差的最大允許值。由使用者在參數(shù)設(shè)定界面上選擇檢定日期以及有效期，完成參數(shù)設(shè)定。這些設(shè)置保存在配置文件內(nèi)，可以根據(jù)需要進(jìn)行修改。

1.2.2 數(shù)據(jù)錄入程序

該程序用于錄入溫度表檢定的原始數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)溫度表在每個檢定點的修正值，最多一次性可錄11支溫度表的檢定數(shù)據(jù)。

在電腦界面上點擊“數(shù)據(jù)錄入”，即進(jìn)入數(shù)據(jù)錄入的界面。首先填入此次需要檢定的溫度表總數(shù)和每一支溫度表的號碼。然后從最低的溫度檢定點開始添加檢定數(shù)據(jù)，在界面下部的數(shù)據(jù)框中從左至右依次輸入該檢定點上的標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表的示值讀數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)表的表號，添加完成后點擊“添加數(shù)據(jù)”，接著輸入該檢定點的另一次讀數(shù)，每個檢定點需要輸入2次讀數(shù)以便于計算平均值。所有檢定點的數(shù)據(jù)輸入全部完成后，點擊“錄入完成”，即可進(jìn)入數(shù)據(jù)計算結(jié)果界面。

1.2.3 數(shù)據(jù)計算程序

數(shù)據(jù)計算程序如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)計算程序流程圖

該軟件根據(jù)不同類型溫度表的最小分度值不同，將溫度表分為0.2和0.5分度溫度表。其中干濕球溫度表、通風(fēng)干濕表、直管地中溫度表的最小分度值為0.2 ℃，其余溫度表的最小分度值為0.5 ℃。常用溫度表的類型與最大允許誤差如表1所示。

表1 溫度表的類型與最大允許誤差 ℃

溫度表的示值修正值的計算公式為：

Δ=Tb+Δb-Tj

(1)

式中，Δ—溫度表的示值修正值；Tb—標(biāo)準(zhǔn)溫度表的偏差讀數(shù)平均值；Δb—標(biāo)準(zhǔn)溫度表的示值修正值；Tj—溫度表的偏差讀數(shù)平均值。Tb和Tj修約到兩位小數(shù)，充分考慮四舍六入五考慮[3]的原則。溫度表的示值修正值用比例內(nèi)插法求出，即用比例內(nèi)插法將各整10 ℃點的修正值計算為修正值按0.1 ℃分配的適用示值區(qū)間[4，5]。

修正值適用的示值區(qū)間的公式為：

t=t1+td

(2)

式中，td=10×d/|X1-X2|，d—示值區(qū)間終點修正值(間隔為0.1 ℃的界限在第2位小數(shù)的“5”)與前一檢定點修正值之差的絕對值；X1—前一檢定點的修正值；X2—后一檢定點的修正值；t1—前一檢定點示值；td—與d對應(yīng)的適用示值區(qū)間終點與前一檢定點的差。計算應(yīng)從低溫度點開始，向高溫度點方向逐點進(jìn)行。示值和修正值均取1位小數(shù)。計算的結(jié)果直接顯示在電腦界面上，可以同時顯示11只表的示值區(qū)間、修正值和判斷結(jié)果。系統(tǒng)根據(jù)檢定規(guī)程的要求自動判斷檢定結(jié)果是否合格，對于不合格的檢定結(jié)果顯示在計算完成后的頁面上。

1.2.4 數(shù)據(jù)查看及修改程序

該程序的作用是歷史數(shù)據(jù)查詢、檢定數(shù)據(jù)修改和檢定結(jié)果查看等。錄入的11只溫度表原始數(shù)據(jù)通過點擊屏幕上的“導(dǎo)出”鍵進(jìn)行保存。導(dǎo)出的11只溫度表的數(shù)據(jù)存放在EXCEL數(shù)據(jù)文件內(nèi)，也可以存放在指定的路徑和文件夾中，方便隨時查詢。如果出現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)錯誤，可以進(jìn)行修改，修改后再將該文件通過“導(dǎo)入”重新計算，得到正確的檢定結(jié)果。

1.2.5 數(shù)據(jù)打印程序

該模塊的作用是實現(xiàn)檢定結(jié)果和檢定證書的打印，該系統(tǒng)既可以打印EXCEL數(shù)據(jù)文件中原始輸入的檢定數(shù)據(jù)，也可以打印檢定后的證書。

2 結(jié)束語

氣象用玻璃液體溫度表檢定系統(tǒng)的研制成功，使得在Windows下能夠?qū)庀笥貌Ａб后w溫度表檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和打印，完成檢定參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)查詢及修改、檢定結(jié)果存儲和打印等任務(wù)，具有廣泛的推廣價值，對提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)手段具有重要意義。