(广西壮族自治区计量检测研究院 广西 南宁 530007)

一、概述

1.测量依据：参考JJG272-2007《空盒气压表和空盒气压计》检定规程。

2.环境条件

实验室内没有阳光直接照射、过大的空气流动和较大的振动，室内温度波动度不大于±2℃。

3.测量标准：压力控制器，准确度等级：0.01级，测量范围：(10～1580)hPa a.

4.测量对象

空盒气压表,测量范围：(860～1050)hPa;

最小分度值：1hPa

典型检定点：860hPa；1010hPa。

5.测量方法

空盒气压表是用于测量大气压力的仪表。检定空盒气压表是根据流体静力学原理，用空气作工作介质，应用直接比较法进行的。检定时，将被检气压表放在的气压计检定箱内，气压检定箱仅与压力控制器和压力/真空泵等气压控制系统相连通，与环境大气压隔绝。用压力/真空泵使气压检定箱内的绝对压力稳定在检定点上，待气压稳定后读取空盒气压表的示值，用压力控制器测得箱内的气压，用气压检定箱内的温度传感器测量箱内的温度，依据检定规程的计算公式，可计算得到空盒气压表的示值修正值。

二、数学模型

数学模型可以用示值误差的形式给出：

Δp升——升压行程各检定点的气压差值，hPa;

Δp降——降压行程各检定点的气压差值，hPa;

式中

Kt——被检空盒气压表的温度系数，hPa/℃；

t′——升压行程各检定点标准温度计的温度值，℃；

t″——降压行程各检定点标准温度计的温度值，℃。

三、灵敏系数

四、输入量Δp升的标准不确定度u(Δp升)的评定

(一)输入量Δp升的不确定度来源

标准不确定度u(Δp升)由下列不确定度分项构成：

1.由标准气压仪测量误差引入的不确定度分项u(p标)；

2.空盒气压表测量重复性引起的不确定度分项u(p表1)；

3.空盒气压表估读误差引起的不确定度分项u(p表2)；

4.由温度系数标准不确定度引入的不确定度分项u(Kt)；

5.由标准温度计(气压检定箱温度计)测量误差引入的不确定度分项u(t)；

3.由压力控制器显示分辨力引入的不确定度分项可忽略不计。

(二)各不确定度分项的评定

1.不确定度分项u(p标)

标准不确定度u(p标)的主要来源是压力控制器测量误差。压力控制器的最大允许误差为±0.01%FS。最大允许误差的模即为半宽：

a=|±0.01%×(1580-10)|=0.157(hPa)

各检定点由压力控制器测量误差引入的标准不确定度u(p标)相同。

2.空盒气压表测量重复性引起的不确定度分项u(p表1)；

空盒气压表的测量重复性引入的不确定度u(p表1)属于A类评定，可以通过连续测量得到测量列，计算标准偏差。

数据列可以选取一些有代表性的点，在重复性条件下连续测量来得到。检定时，在检定点：860hPa、1010hPa分别重复测量10次得到测量数据如表1所示

表1

以860hPa检定点升压行程为例计算实验标准差

首先求空盒气压表示值的平均值：pd=510.28(hPa)

求单次测量的实验标准差：

同样计算得1010hPa检定点的实验标准差如表4.2.2所示。

在实际检定工作中，检定一个循环，在每个检定点得到一个升压行程示值和一个降压行程示值，分别计算升压行程示值和降压行程示值的气压差值。则可得到标准不确定度：

860hPa检定点(升压行程)：u(p表1)=s(p)=0.215hPa

1010hPa检定点(升压行程)：u(p表1)=s(p)=0.270hPa

3.被检空盒气压表估读误差引入的不确定度分项u(p表2)

各检定点空盒气压表的分度值一致，所以各检定点由估读误差引入的不确定度分项u(p表2)相同。

由于标准不确定度u(p表)的两个标准不确定度分项u(p表1)、u(p表2)之间没有值得考虑的相关性，故输入量p表的标准不确定度为

5.由温度系数标准不确定度引入的不确定度分项u(Kt)

由“空盒气压表温度系数测量结果的不确定度评定”可知，温度系数测量结果的扩展不确定度为：

U=0.013hPa·℃-1(k=2)

所以由温度系数标准不确定度引入的标准不确定度分项u(Kt)为：

u(Kt)=0.013/2=0.0065(hPa·℃-1)

式中：升压行程各检定点标准温度计的温度值(即气压检定箱内的温度值)t′为20.0℃;

6.由标准温度计测量误差引入的不确定度分项u(t)；

标准温度计(即气压检定箱温度计)的最大允许误差为：±0.3℃。最大允许误差的模即为半宽：

a=0.3℃

式中：温度系数Kt取最大值0.26hPa·℃-1;

各检定点由标准温度计测量误差引入的标准不确定度u(t)相同。

(二)输入量Δp升引入的标准不确定度u(Δp升)的计算

由于标准不确定度u(Δp升)的各不确定度分项之间没有值得考虑的相关性，故输入量Δp升的标准不确定度为

860hPa检定点：

=0.294(hPa)

1010hPa检定点：

五、输入量Δp降的标准不确定度u(Δp降)的计算

按第4条方法计算得到输入量Δp降的标准不确定度u(Δp降)如下：

860hPa检定点：

1010hPa检定点：

六、合成标准不确定度

因输入量Δp升和Δp降之间存在较强的正相关，取相关系数r=1，得到合成标准不确定度uc为

860hPa检定点：uc=(0.147+0.139)/2=0.143(hPa)

1010hPa检定点：uc=(0.168+0.174)/2=0.171(hPa)

七、扩展不确定度

取k=2，于是扩展不确定度为

860hPa检定点：U=uc×k=0.143×2=0.29(hPa)(k=2)

1010hPa检定点：U=uc×k=0.171×2=0.34(hPa)(k=2)

八、测量不确定度报告

表2