省级气象观测站现场校准规程 气压DB42／T 1722-2021.pdf

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 DB42/T 17222021 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 I DB42/T 17222021 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：027-67848019，邮箱：。III DB42/T 17222021 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 1 DB42/T 17222021 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 2 DB42/T 17222021 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(1,2,3 6)2i ijjp pi=（1）211(1,2,3 6)2i ijjp pi=（2）3 DB42/T 17222021 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。()(1,2,3 6)i i iip p pci=+=（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。4 DB42/T 17222021 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 5 DB42/T 17222021 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。CRp sii=)(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。np sp s p uii i)()()(=（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；(ip u)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。()kUp ui=(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。()3 21=kI ui(B.4）6 DB42/T 17222021 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：)(95 i cp ku U=（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。)(95 i cp ku U=（k=2）11=iippc 12=iippc)()()(2 2 2 i i i i cI u p u p u p u+=）7 DB42/T 17222021 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、校 准所依 据的技术 文件 2、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、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：气压传感器测量结果的 最大允许误差：0.3 hPa（4.2）。4、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 8 DB42/T 17222021 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）_ 9