1 气压传感器检定方法1.1 数字气压计标准装置数字式气压传感器的检定依据为JJG1084—2013《数字式气压计》检定规程[7]。数字气压计标准装置由数字气压计作为主标准器，是以数字形式输出显示气压量值的大气压力测量仪器，工作原理为被测压力经传压介质作用在压力传感器上，压力传感器输出相应的电信号，由信号处理单元处理后显示压力量值。配套设施为气压发生器和多通道气压传感器数据采集装置。设备参数如表1所示。
1.2 检定方法数字式气压传感器检定过程中环境温度不大于(20±2)℃，环境湿度不大于85% RH，传感器最大允许误差为±0.3 hPa。本文为气压传感器的首次检定，按照规程检定项目包括外观、功能、示值误差、回程误差。将数字气压计和被检仪器同时与气压控制器连接，将被检仪器与采集装置对应接口连接，并有效接通通讯线路。打开"地市级实验室自动检定系统"设置并确认相关参数。通过"气压自动检定子系统"，采取自动或手动方式，按照检定规程规定进行各检定点的检定，并通过系统自动采集、存储、数据处理及分析，并自动输出检定结果。 2 测量不确定度的评定2.1 测量模型依据JJG1084—2013数字式气压计检定规程，气压传感器的数学模型为 ΔP=P标−P被=P标+S标−P被ΔP=P标−P被=P标+S标−P被 式中：ΔP为被检仪器的修正值；P_标为数字气压计确定的示值；S_标为数字气压计的分度修正值；P_被为被检仪器示值。 2.2 由被检表引入的标准不确定度2.2.1 由被检自动气象站气压传感器示值重复性引入的标准不确定度用A类标准不确定度评定。将标准数字气压计和被检表与同一气压控制器连接，根据数字式压力仪输出的值来调节气压控制器达到测试点为900 hPa，稳定10 min后，读取标准数字气压计和被检仪器的示值，10 s读取1次，共10次[8]。 计算标准偏差：s_e = 0.007 hPa，因实际检定工作中，以4次测量的平均值为测量结果，故其标准不确定度为： u(P被1)=sp4=0.0035 hPau(P被1)=4sp=0.0035 hPa 2.2.2 被检自动气象站气压传感器的分辨率引入的标准不确定度被检仪器的分辨力为0.01 hPa，其分辨力引入的测量不确定度属于B类标准不确定度。根据均匀分布假设（覆盖因子k = √3），所以由分辨率引入的标准不确定度为： u(P被2)=0.012×3≈0.0029 hPau(P被2)=2×30.01≈0.0029 hPa 2.2.3 由被检表引入的标准不确定度由于被检仪器示值重复性引入的标准不确定度大于被检仪器分辨率引入的标准不确定度，因此被检表的标准不确定度以示值重复性分量为主导，故： u(P被)=0.0035 hPau(P被)=0.0035 hPa 2.3 由标准装置引入的标准不确定度2.3.1 由标准数字气压计分辨力引入的标准不确定度用B类标准不确定度评定。数字气压计的分辨力为0.001% FS，即1100×0.001% = 0.011 hPa。按均匀分布，其标准不确定度为： u(P标1)=0.0113≈0.0064 hPau(P标1)=30.011≈0.0064 hPa 2.3.2 由数字气压计示值修正值引入的标准不确定度用B类标准不确定度评定。数字气压计的最大允许误差是±0.1 hPa，按正态分布，取包含因子k=3，其标准不确定度为： u(P标2)=0.13≈0.0333 hPau(P标2)=30.1≈0.0333 hPa 2.3.3 由计算机数据系统数据处理修约误差引入的标准不确定度用B类标准不确定度评定。检定中，由计算机自动采集标准气压值，计算机处理数据时，最终保留2位小数。则修约误差最大为0.005 hPa，按均匀分布，取包含因子k=√3，其标准不确定度为： u(P标3)=0.0053≈0.0029 hPau(P标3)=30.005≈0.0029 hPa 2.3.4 标准装置引入的标准不确定度u(P标)=u(P标1)2+u(P标2)2+u(P标3)2u(P标)=u(P标1)2+u(P标2)2+u(P标3)2 =0.00642+0.03332+0.00292≈0.034 hPa=0.00642+0.03332+0.00292≈0.034 hPa 2.4 合成标准不确定度2.4.1 自动气象站气压传感器的标准不确定度汇总在测量不确定度评定中，需对各独立不确定度来源进行系统分析。表2列出了自动气象站气压传感器测量结果的标准不确定度分量及其相关参数。表中各项标准不确定度分量是互不相关，相互独立。[8]
由上表和2.2.3和2.3.4可得其合成标准不确定度为： uc(y)=u(P被)2+u(P标)2uc(y)=u(P被)2+u(P标)2 =0.0342+0.00352≈0.034 hPa=0.0342+0.00352≈0.034 hPa 2.4.2 扩展标准不确定度计算在测量不确定度评定体系中，扩展不确定度用于提供一个包含被测量合理赋予值的区间，它是在合成标准不确定度的基础上，通过引入覆盖因子进行计算得到，能更直观地反映测量结果的分散性和可信度，在气象观测等对数据准确性要求极高的领域具有重要意义。依据测量不确定度评定的通用原则，扩展不确定度U的计算公式为： U=k⋅ucU=k⋅uc 式中u_c为合成标准不确定度，它综合考虑了各个标准不确定度分量的贡献，通过将不同来源引入的标准不确定度按照方和根的方法进行合成，反映了测量结果的总体离散程度；k为覆盖因子，其取值取决于被测量的分布特性以及期望的置信水平。在大多数常规测量中，当假设测量结果服从正态分布，且期望获得约95%的置信概率时，通常取覆盖因子k=2。 因取覆盖因子k=2，则扩展不确定度： U95=0.034×2≈0.07 hPaU95=0.034×2≈0.07 hPa 2.5 测量不确定度报告与表示测量不确定度的报告与表示是整个不确定度评定工作的关键输出环节，其准确性和规范性直接影响到测量结果的可信度与可用性。从表示方法来看，测量不确定度通常以标准不确定度或扩展不确定度的形式呈现。标准不确定度反映了测量结果的离散程度，通过对各个不确定度分量进行合成计算得出，它是进一步计算扩展不确定度的基础；而扩展不确定度则是在标准不确定度的基础上，乘以覆盖因子得到，能够提供一个包含被测量合理赋予值的区间范围，更直观地体现测量结果的可靠程度。本文采用扩展不确定度表示，U_95 = 0.07 hPa，k=2。 3 检定或校准结果的验证验证方法采用传递比较法[9]，选取一台性能稳定的自动站气压传感器作为核查标准，由国家气象计量站高等级的计量标准进行检定[10]，在规程规定的环境条件下，气压值为900 hPa的测量误差为： Ylab=−0.03 hPaYlab=−0.03 hPa 扩展不确定度为： Ulab=0.0035%×900=0.0315 hPa (k=2)Ulab=0.0035%×900=0.0315 hPa (k=2) 用本实验室被考核计量标准对该传感器进行检定，在规程规定的环境条件下，气压值为900 hPa的测量误差为： Yref=−0.02 hPaYref=−0.02 hPa 扩展不确定度为： Uref=0.07 hPa (k=2)Uref=0.07 hPa (k=2) 由于： ∣Ylab−Yref∣=∣(−0.03)−(−0.02)∣=0.01 hPa∣Ylab−Yref∣=∣(−0.03)−(−0.02)∣=0.01 hPa Ulab2+Uref2=0.03152+0.072=0.08 hPaUlab2+Uref2=0.03152+0.072=0.08 hPa 且0.01 hPa < 0.08 hPa 因满足 [size=1.21em]∣Ylab−Yref∣≤Ulab2+Uref2∣Ylab−Yref∣≤Ulab2+Uref2，所以气压检定结果可靠，且其不确定度合理，具有预期的测量能力。4 结语本文以自动气象站气压传感器为研究对象，采用APM1200型数字气压计作为标准器、PG6000作为气压发生器，在900 hPa测量点开展测量及不确定度评定工作。通过系统性分析测量过程，识别出示值重复性、仪器分辨力、计算机修约误差等主要不确定度来源，并分别对被检表（传感器）和标准装置引入的标准不确定度进行量化计算，得到各不确定度分量的评定结果。在此基础上，通过合成标准不确定度与扩展不确定度计算，最终确定该传感器在900 hPa测量点的扩展不确定度为0.07 hPa。 通过传递比较法对测量结果进行验证，结果表明：自动气象站气压传感器的检定结果符合相关技术规范要求，不确定度评定过程合理、结果可靠，传感器具备预期的测量能力，能够为气象观测、数据溯源及预报服务提供准确的气压数据支撑。本研究为同类气象仪器的不确定度评定提供了方法参考，对保障区域气象观测数据质量、提升计量标准的量值传递可靠性具有实际应用价值。
参考文献： [1]刘伟龙,曹长尧,徐竹泉.自动气象站气压传感器测量结果的不确定度评定与应用[J]. 声明：本文所用图片、文字均为转载，如有涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认并立即删除内容。本文内容系作者个人观点，不代表物联网123观点或立场。
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发表于 2026-8-10 07:00:12