JJF 1938-2021 數(shù)字式氣壓高度表校準(zhǔn)規(guī)范 高清晰版

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范1數(shù)字式氣壓高度表校準(zhǔn)規(guī)范s8發(fā)布 8實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局 發(fā)布1數(shù)字式氣壓高度表校準(zhǔn)規(guī)范ls

1歸 口 單 位:全國氣象專用計量器具計量技術(shù)委員會氣象壓力分技術(shù)委員會主要起草單位:中國氣象局氣象探測中心參加起草單位:廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心山西省大氣探測技術(shù)保障中心西藏自治區(qū)大氣探測技術(shù)與裝備保障中心黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心本規(guī)范委托全國氣象專用計量器具計量技術(shù)委員會氣象壓力分技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人:丁紅英中國氣象局氣象探測中心)李建英中國氣象局氣象探測中心)于賀軍中國氣象局氣象探測中心)參加起草人:李昕娣廣東省氣象探測數(shù)據(jù)中心)郝智利山西省大氣探測技術(shù)保障中心)陳 華西藏自治區(qū)大氣探測技術(shù)與裝備保障中心)黃清治黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心)目 錄引言………………………

Ⅱ)1范圍……………………2引用文件………………3術(shù)語和計量單位………………………1術(shù)語…………………2計量單位……………4概述……………………5計量特性………………1高度示值誤差………………………2高度回程誤差………………………6校準(zhǔn)條件………………1環(huán)境條件……………2計量標(biāo)準(zhǔn)及輔助設(shè)備………………7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法…………………1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備…………2高度示值誤差校準(zhǔn)…………………3高度回程誤差校準(zhǔn)…………………4數(shù)據(jù)處理……………8校準(zhǔn)結(jié)果………………9復(fù)校時間間隔…………

1)1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)2)3)3)3)3)4)4)5)附錄A 高度與氣壓之間的函數(shù)關(guān)系…………………

6)附錄B 工作介質(zhì)高度差引起的附加誤差修正方法…………………

8)附錄C 校準(zhǔn)原始記錄參考格式………

9)附錄D 高度表校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第2附錄E 高度表校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第3頁

…………………………

))附錄F 高度表高度示值誤差校準(zhǔn)不確定度評定示

………………

)Ⅰ引言0國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則1通用計量術(shù)語及定義2測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐校準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。Ⅱ數(shù)字式氣壓高度表校準(zhǔn)規(guī)范范圍本規(guī)范適用于測量高度在0m以下的新制造、使用中和修理后的數(shù)字式氣壓高度表的校準(zhǔn)。引用文件本規(guī)范引用了下列文件:3氣壓高度表3數(shù)字式氣壓計凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本規(guī)范凡是不注日期的引用文件,其最新版本包括所有的修改單適用于本規(guī)范。術(shù)語和計量單位術(shù)語位勢高度 t在地球重力場內(nèi),單位質(zhì)量空氣相對于海平面所具有的位能所表征的高度。計量單位數(shù)字式氣壓高度表高度單位為米)或千米。概述數(shù)字式氣壓高度表以下簡稱高度表采用了氣壓測高原理是以數(shù)字形式輸出顯示氣壓和高度的測量儀器。高度表由氣壓傳感器、信號處理單元、輸出顯示)單元等組成。其工作原理為大氣壓力作用在氣壓傳感器上,使其輸出相應(yīng)的電信號,由信號處理單元處理后顯示與氣壓相對應(yīng)的高度數(shù)值。計量特性高度示值誤差高度表的高度示值誤差不超過表1規(guī)定的最大允許誤差值。1表1高度示值最大允許誤差高度/m對應(yīng)氣壓值a高度最大允許誤差/m1級2級5級1級2級5級08860997058723660197475705986239050011370912624100252492004899730051759306594745注:表1中沒有的高度點(diǎn)最大允許誤差,A計算。以上指標(biāo)不適用于合格性判別,僅供參考。高度回程誤差回程誤差不大于示值最大允許誤差絕對值的二分之一。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件環(huán)境溫度:準(zhǔn)確度等級在1級及以上℃2級及以下℃。當(dāng)選用絕壓型氣體活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)1級設(shè)備時,環(huán)境溫度為℃。相對濕度不大于5。計量標(biāo)準(zhǔn)及輔助設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)器可供選擇的標(biāo)準(zhǔn)器種類:氣體活塞式壓力計;數(shù)字式氣壓計;自動標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器;大氣數(shù)據(jù)測試儀。校準(zhǔn)所選標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差絕對值一般不大于被校高度表最大允許誤差絕對值的,當(dāng)選用氣體活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器時,最大允許誤差絕對值一般不大2于被校高度表最大允許誤差絕對值的。輔助設(shè)備壓力源、真空泵;其他設(shè)備:氣壓箱選配、秒表。校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)前準(zhǔn)備高度表在校準(zhǔn)條件下放置2h以上

,才能進(jìn)行校準(zhǔn)。高度表校準(zhǔn)按照圖1所示的方式連接,校準(zhǔn)無氣路接頭設(shè)備需要配備氣壓箱。圖1高度表校準(zhǔn)氣路連接方式校準(zhǔn)前,應(yīng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)裝置或被校高度表,盡量使兩者的參考位置在同一水平面上。當(dāng)兩者的參考位置不在同一水平面上時,由參考位置高度差引起的附加誤差應(yīng)不大于高度表高度示值最大允許誤差的十分之一,否則,應(yīng)進(jìn)行附加誤差修正,修正方法見附錄。校準(zhǔn)前

準(zhǔn)確度等級為5級及以上的高度表做2次升壓

降壓

試驗(yàn),準(zhǔn)確度等級為1級及以下的高度表做1次升壓降壓)試驗(yàn),不得對其示值進(jìn)行調(diào)整。校準(zhǔn)前,應(yīng)對測試系統(tǒng)進(jìn)行密封性檢查壓力控制在高度表氣壓測量范圍上限點(diǎn)時,測試系統(tǒng)泄漏率一般不大于;壓力控制在a時,泄漏率一般不大于。校準(zhǔn)點(diǎn)選取。 , , ,校準(zhǔn)高度示值誤差時 根據(jù)測量范圍 推薦在表1內(nèi)選取6個

所選取的校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)較均勻分布,具體校準(zhǔn)點(diǎn)可根據(jù)用戶需求自行選擇。高度示值誤差校準(zhǔn)將被校高度表調(diào)整至高度模式,

并調(diào)整高度表海平面氣壓為。

校準(zhǔn)從最小校準(zhǔn)點(diǎn)或最大校準(zhǔn)點(diǎn)開始依次調(diào)整,依次逐點(diǎn)控壓至各高度校準(zhǔn)點(diǎn),待系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后,讀取標(biāo)準(zhǔn)器示值和被校儀器的高度值,校準(zhǔn)記錄格式見附錄。高度回程誤差校準(zhǔn)高度回程誤差可以利用高度示值誤差的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。

取同一校準(zhǔn)點(diǎn)上正、反3行程高度誤差值之差的絕對值作為該點(diǎn)的高度回程誤差。數(shù)據(jù)處理高度表在整個測量范圍內(nèi)有m個校準(zhǔn)點(diǎn)

進(jìn)行了一個循環(huán)試驗(yàn)按式

、式分別計算標(biāo)準(zhǔn)器、高度表各校準(zhǔn)點(diǎn)示值平均值。2l=Hi+Hii,…m) )2l=+ii,…m) )式中: 2高度表第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值平均值,;標(biāo)準(zhǔn)高度值第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值平均值,;Hi標(biāo)準(zhǔn)器正行程第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值對應(yīng)的位勢高度值,m;Hi標(biāo)準(zhǔn)器反行程第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值對應(yīng)的位勢高度值,;i高度表正行程第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值,m;i高度表反行程第i個校準(zhǔn)點(diǎn)示值,。,當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)器顯示為壓力值時,根據(jù)附錄A中的式)將壓力值轉(zhuǎn)化為高度值 根據(jù)式)將標(biāo)準(zhǔn)器壓力修正值轉(zhuǎn)換為高度修正值。,按式)計算高度表各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差。式中:

i=l-lih i,…m) )i高度表第i個校準(zhǔn)點(diǎn)高度示值誤差,;i標(biāo)準(zhǔn)器第i個校準(zhǔn)點(diǎn)高度修正值,;標(biāo)準(zhǔn)器參考位置與被校高度表參考位置的高度差,。按式)計算高度表各校準(zhǔn)點(diǎn)的回程誤差。:Hi|-Hi--Hi| i,…m) )式中Hi高度表第i個校準(zhǔn)點(diǎn)的回程誤差,。校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告上描述。校準(zhǔn)證書或報告應(yīng)至少包括如下信息:標(biāo)題,校準(zhǔn)證書;實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同證書或報告的唯一性標(biāo)識如編號每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;送校單位的名稱和地址;被校對象的描述和明確標(biāo)識;進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,若與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性及應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;4如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;對校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;校準(zhǔn)環(huán)境的描述;校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識,以及簽發(fā)日期;校準(zhǔn)結(jié)果僅是對被校對象有效的聲明;未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。經(jīng)校準(zhǔn)的高度表,發(fā)給校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第2頁見附錄校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第3頁見附錄加蓋校準(zhǔn)印章。復(fù)校時間間隔況使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此,送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自、況使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的,因此,送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。5附錄A高度與氣壓之間的函數(shù)關(guān)系測量高度在0m以下的氣壓高度表,高度與大氣壓力函數(shù)關(guān)系見式-g0pp+LH-

R )式中:

0

0p在H處的大氣壓力;0在平均海平面處的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力,取;L對流層內(nèi)大氣溫度的垂直梯度,取5;0平均海平面處大氣的熱力學(xué)溫度,取5;H平均海平面以上或以下)某處的位勢高度;H0平均海平面處的位勢高度;0標(biāo)準(zhǔn)重力加速度,取52;R干空氣比氣體常數(shù),取/。L由式)導(dǎo)出氣壓對應(yīng)的位勢高度可由式)LH p0

)=L0 位勢高度與幾何高度的關(guān)系式由式)表示。Z=H0-H

)式中:Z幾何高度沿鉛錘線離地球表面的距離;=g0地球有效半徑,取。位勢高度的單位為位勢米,與幾何高度的單位幾何米)之間的換算關(guān)系由式)表示。=g式中:

1位勢米

0幾何米 )g測量位置重力加速度,2。在00m的范圍內(nèi),在標(biāo)準(zhǔn)大氣的狀況下,對于本規(guī)范規(guī)定的高度表的準(zhǔn)確度而言,位勢高度H可視為幾何高度Z。當(dāng)大氣壓力等于a時,高度表示值為0m。按式)計算偏導(dǎo)數(shù),又稱靈敏系數(shù)。c==-p

0 )式中:

p

R0p靈敏系數(shù),。6高度表的氣壓示值誤差不超過表1規(guī)定的最大允許誤差值。準(zhǔn)確度等級1準(zhǔn)確度等級125125最大允許誤差005000根據(jù)式)計算高度表在高度H處的高度最大允許誤差絕對值: ( )式中:

HV=pPV

6HV高度表的高度最大允許誤差絕對值,;PV高度表氣壓最大允許誤差絕對值,。根據(jù)式)計算標(biāo)準(zhǔn)器壓力修正p對應(yīng)的高度修正值: ( )式中:

Hpp

7H標(biāo)準(zhǔn)器的高度修正值,;p標(biāo)準(zhǔn)器的壓力修正值。7附錄B工作介質(zhì)高度差引起的附加誤差修正方法校準(zhǔn)時,當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器與被校高度表的參考位置不在同一水平面上時,由參考位置高度差引起的附加誤差應(yīng)不超過高度表高度示值最大允許誤差的十分之一,否則,應(yīng)對高度示值誤差進(jìn)行修正。高度表各校準(zhǔn)點(diǎn)由高度差引起的示值誤差修正值計算方法如下。標(biāo)準(zhǔn)器與被校高度表高度參考位置的關(guān)系如圖1所示。圖1標(biāo)準(zhǔn)器與被校高度表參考位置關(guān)系示意圖當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器的參考位置高于被校高度表的參考位置時h為正值;否則h為負(fù)值。高度差值按式)計算: ( )式中:

h12

1標(biāo)準(zhǔn)器參考位置與被校高度表參考位置的高度差,;1標(biāo)準(zhǔn)器參考位置高度值,;2被校高度表參考位置高度值,。8附錄C校準(zhǔn)原始記錄參考格式證書編號:校準(zhǔn)日期:送校單位類型儀器信息被測表儀表名稱型號規(guī)格制造廠家儀器編號測量范圍最大允許誤差依據(jù)文件有效期密封性檢查環(huán)境溫度℃相對濕度校準(zhǔn)核驗(yàn)正行程反行程回程誤差()標(biāo)準(zhǔn)器示值()標(biāo)準(zhǔn)高度值()被測表示值()標(biāo)準(zhǔn)器示值()標(biāo)準(zhǔn)高度值()被測表示值()9附錄D高度表校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第2頁校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)授權(quán)說明:校準(zhǔn)環(huán)境條件及地點(diǎn):環(huán)境溫度℃地點(diǎn)環(huán)境相對濕度其他校準(zhǔn)使用的計量基)標(biāo)準(zhǔn)裝置名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差計量基)標(biāo)準(zhǔn)證書編號有效期至校準(zhǔn)使用的標(biāo)準(zhǔn)器名稱測量范圍不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差計量基)標(biāo)準(zhǔn)證書編號有效期至0附錄E高度表校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式第3頁校準(zhǔn)結(jié)果序號標(biāo)準(zhǔn)高度值示值誤差回程誤差擴(kuò)展不確定度)以下空白備注:注:下次校準(zhǔn)請帶此校準(zhǔn)證書完整復(fù)印件。1附錄F高度表高度示值誤差校準(zhǔn)不確定度評定示例評定依據(jù)

— 《 。本規(guī)范的測量不確定度評定依據(jù)是1

2

測量不確定度評定與表示測量方法

( ) , ,選取一支氣壓測量范圍

0

a

準(zhǔn)確度等級為1

分辨力a的氣壓高度表,該高度表高度分辨力為1。將高度表調(diào)整至高度模式,將高度表與氣體活塞壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置用氣路管進(jìn)行連接,根據(jù)所選取的高度測試點(diǎn),由標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)生壓力,待壓力穩(wěn)定后,分別讀取標(biāo)準(zhǔn)器和被校高度表示值,進(jìn)行一個循環(huán)測試。根據(jù)附錄A中的式)將標(biāo)準(zhǔn)壓力值轉(zhuǎn)化為高度值,從而計算出高度表各測試點(diǎn)的高度示值誤差值。測量模型

( ,,…, ) ( )式中:

i=-ih

i12 m

1i高度表第i個校準(zhǔn)點(diǎn)高度示值誤差,;i高度表第i個校準(zhǔn)點(diǎn)高度示值,;i標(biāo)準(zhǔn)器第i個校準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)換高度值,;i標(biāo)準(zhǔn)器第i個校準(zhǔn)點(diǎn)高度修正值,;標(biāo)準(zhǔn)器參考位置與被校高度表參考位置的高度差,。測量不確定度來源對被校準(zhǔn)高度表示值進(jìn)行多次重復(fù)測量引入的不確定度。測量時標(biāo)準(zhǔn)器測量不準(zhǔn)引入的不確定度。高度差測量誤差引入的不確定度。 。被校準(zhǔn)高度表分辨力引入的不確定度( ,標(biāo)準(zhǔn)器高度修正值引入的不確定度正。輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

采用活塞作為標(biāo)準(zhǔn)器

不需進(jìn)行此項(xiàng)修被校準(zhǔn)高度表示值誤差重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度C依據(jù)本規(guī)范要求,對被校高度表示值值進(jìn)行正、反行程共計2次獨(dú)立重復(fù)測量,并以2次示值誤差平均值作為測量結(jié)果。測量時使用5級氣體活塞壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器,標(biāo)準(zhǔn)器在第i個校準(zhǔn)點(diǎn)修正值i均為0。被測量值接近正態(tài)分布,單次測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差采用極差法按式)計算:C式中:

iR

i,…m) )si)單次測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差,;2R2次測量結(jié)果中的最大值與最小值之差,;C極差系數(shù)。,

( ) :測量結(jié)果的重復(fù)性引入的不確定度

即平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差按式

3計算n=式中:n=

1

i,…m) )1測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,;測量次數(shù)。各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器和高度表正

、反行程測量數(shù)據(jù)見表。表1各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器和高度表正、反行程測量數(shù)據(jù)正行程反行程壓力標(biāo)準(zhǔn)值a轉(zhuǎn)換高度值m示值m壓力標(biāo)準(zhǔn)值a轉(zhuǎn)換高度值m示值m503503009000213219615619按式)和式)計算各校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表。表2各校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)性引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算結(jié)果壓力標(biāo)準(zhǔn)值a轉(zhuǎn)換高度值/m實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差/m重復(fù)測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度/m5000005621056103標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度2氣體活塞壓力計標(biāo)準(zhǔn)裝置,型號,壓力控制范圍,擴(kuò)展不確定度為5i。因此,在各校準(zhǔn)點(diǎn)上標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式)計算:2式中:

i5 i

i,…m) )i標(biāo)準(zhǔn)器第i個校準(zhǔn)點(diǎn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;i—i個校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)壓力值。 。各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算結(jié)果見表33表3各校準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算結(jié)果a標(biāo)準(zhǔn)壓力值標(biāo)準(zhǔn)器引入