《數字氣壓計》國家計量檢定規程征求意見稿

1 任務來源

經全國壓力計量技術委員會向國家質量監督檢驗檢疫總局申報，由中國氣象局氣象探測中心、中國白城兵器試驗中心、安徽省氣象局大氣探測中心、上海市氣象信息與技術支持中心儀器研究科和甘肅省氣象計量站制訂本規程。國家質量監督檢驗檢疫總局于2011年4月通過審定并批準立項，以國質檢辦量函【2011】259號文“2011年國家計量技術法規制定修訂計劃項目表”的通知下達制訂任務，《數字氣壓計檢定規程》歸口于全國壓力計量技術委員會。

2 制訂本規程的目的和意義

數字氣壓計被廣泛應用于氣象、水文、海洋、航空等各個領域的大氣壓力測量。目前，氣象行業內，無論是二等標準器，還是現場測量設備，幾乎全部采用數字氣壓計進行氣壓測量。截止目前為止，僅氣象部門既已配備三千多套數字氣壓計。根據國家行業發展規劃，本類設備在未來將達到兩萬余套。這些設備測量數據的準確性對于國家減災防災，保證國民經濟穩定運行和持續發展，保障人民群眾生命財產安全具有重要作用。依據科學合理的規程對其進行周期檢定是保證其測量數據準確可靠的必要技術手段。

3 編寫過程

中國氣象局氣象探測中心作為本規程的主要起草單位，2011年4月初召集參加起草單位（中國白城兵器試驗中心、安徽省氣象局大氣探測中心、上海市氣象信息與技術支持中心儀器研究科和甘肅省氣象計量站）起草人組成編寫組。編寫組由李建英、賀曉雷、齊久成、于賀軍、周昌文、彭慧和李曉峰7名同志組成。

李建英同志作為該規程的第一起草人，重點完成了規程的申請、編寫過程及圍繞規程所進行試驗的組織，提出了規程結構、規程主要內容，完成了規程征求意見稿的編寫、規程不確定度分析報告以及試驗報告的具體編寫工作。

賀曉雷同志承擔了規程征求意見稿具體內容的起草工作；齊久成同志承擔了規程所需試驗的組織工作；于賀軍同志承擔了規程所需試驗的具體試驗工作。

齊久成、周昌文、彭慧和李曉峰同志參加了規程起草過程中的討論，對規程的結構和內容提出了意見。編寫組進行了廣泛的調研及資料收集整理工作，于2011年6月形成征求意見稿。

4 編寫依據

在編寫本規程時，我們首先注重參考國際國內已正式發行的相關規程或規范的最新版本，本規程的編寫格式遵從了JJF 1002-2010《國家計量檢定規程編寫規則》的要求，編寫過程中參考了JJF1001-1998《通用計量術語及定義》、JJF1094-2002《測量儀器特性評定》及JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》等國家規范，規程的一項計量性能指標的制定還采納了國際建議OIML R97的規定。

5 制訂規程的簡要過程

5.1 調研情況

5.1.1生產情況：目前國內數字氣壓計的生產廠家主要有中國航空工業集團公司太原航空儀表有限公司（前太行儀表廠）、北京翔實天凱科技發展有限公司、成都成航車輛儀表有限責任公司、南京航樂電子有限公司和江蘇省無線電科學研究所有限公司，國內生產的數字氣壓計大約有1000臺左右。國外生產數字氣壓計的廠家主要有Vaisala公司、Paroscientific公司、Setra公司、GE(Pressurements)公司、日本恒和公司等，這些進口的數字氣壓計在國內保守估計大約有15000臺左右。準確度等級從0.1級至0.01級，測量范圍從10hPa至1100hPa。

5.1.2使用情況：氣象、水文、海洋、航空等各個領域的大氣壓力測量都普遍采用數字氣壓計。

5.1.3開展工作情況：目前國內開展數字氣壓計測試校準的主要集中在計量部門。

6 主要內容的說明

本規程主要是對數字氣壓計檢定規程中范圍、概述、計量性能要求、通用技術要求、計量器具控制等內容提出了要求和規定，并給出了對于這些規定進行的檢查方法。

6.1 關于規程1條

由于中國幅員遼闊，地形復雜，氣象測量儀器不僅要考慮高空觀測，也要考慮盆地觀測。氣壓段高度觀測范圍從-400m到30000m，用壓高公式進行換算，-400m 的高度相當于1062 hPa ，30000m的高度相當于11.7 hPa，考慮一定的余量，因此，本規程將測量范圍下限確定為10hPa，測量范圍的上限確定為1100hPa，滿足了業務需求。

6.2關于規程3.1條

6.2.1 最大允許誤差以絕對誤差表示的理由

a)  由于氣象行業地面儀器具有量程窄、精度高的特點，又來自國內外不同廠商，在技術指標的描述上各不相同，類似于芬蘭Vaisala公司生產的PTB220數字氣壓計所給出的技術指標多達八項，而部分國內生產商給出的技術指標僅為一項。在規程的制訂中，考慮到檢定結果的準確性和檢定業務的方便性，不可能對Vaisala公司所給出的技術指標進行逐一檢測，因此，我們只需將各分項指標以方和根的形式進行合成，給出一個總的指標，即最大允許誤差。這樣也可以和國內生產的儀器統一起來。

b)  氣象行業使用儀器的技術指標之所以以絕對誤差表示，是因為世界氣象組織—氣象儀器和觀測方法指南中氣壓觀測儀器使用的技術指標就是以絕對誤差形式表示的，再者國際建議R97中氣壓觀測儀器使用的技術指標也是以絕對誤差形式表示的，因此，本規程在10hPa～1100hPa測量范圍內數字氣壓計的誤差也以絕對誤差形式給出。

c)  再者JJG875—2005數字壓力計檢定規程的最大允許誤差是以量程的百分數表示，關于量程的定義在JJF1001-1998中是這樣定義的。“量程：標稱范圍兩極限的模”，即最大值與最小值之差。按照這樣的理解，JJG875—2005中最大允許誤差很容易理解為壓力計的量程越小，對壓力計最大允許誤差的要求越嚴格。很顯然，這樣的理解是不合理的。因此，本規程對數字氣壓計的誤差以絕對誤差形式給出。

6.2.2 增加0.03級的必要性

考慮到JJG875—2005數字壓力計檢定規程準確度等級的劃分中，未包含0.03級的數字壓力計，由于0.03級的數字氣壓計是氣象部門使用最多的儀器，截至到目前僅氣象部門既已配備三千多套數字氣壓計，根據國家行業發展規劃，本類儀器在未來將達到兩萬余套。因此，在本規程的制訂中增加了0.03級是非常必要的。

6.3 關于規程3.2條

本規程規定了數字氣壓計的長期穩定性指標不得大于最大允許誤差絕對值，采納了OIML R97 國際建議對數字氣壓計長期穩定性的規定。

6.4 關于氣壓計回程誤差技術指標

本規程取消了氣壓計回程誤差技術指標。由于對0.01級和0.02級數字氣壓計的檢定只能使用活塞壓力計作為標準器，而在絕壓測量中，活塞壓力計無法保持連續上升和下降趨勢，因此，無法實現數字氣壓計的回程誤差測量。即使0.01級氣壓計在量傳0.03級氣壓計時，可以實現回程誤差的檢定。但根據我們對0.03級氣壓計回程誤差的計算，回程誤差大部分為最大允許誤差的1/10，可以忽略不計。目前為止，0.01級和0.02級氣壓計是省級大氣壓力標準器，對標準器不進行回程誤差的要求，對工作級氣壓計也沒有必要在進行回程誤差的要求了。

6.5 關于5.1.1條

明確了標準器的選取原則。其不確定度或最大允許誤差至少要小于被檢儀器不確定度或最大允許誤差的三分之一。

6.6 關于5.3.2.2條

本規程包含了沒有壓力接嘴的氣壓計的檢定。對于沒有壓力接嘴的氣壓計要求在氣壓檢定箱中進行。而JJG875—2005中未考慮該類儀器的檢定。

6.7 關于5.3.3.1條（檢定點的選取）

在規程的編寫中，如何選取壓力點的試驗與壓力循環的試驗一起進行的。本規程規定在氣壓計的測量范圍內應至少均勻或合理地選取7個檢定點。之所以規定至少7個壓力點的原因是：在OIML R97國際建議附錄A.5.1.3中規定，在儀器測量范圍內至少進行4個壓力點的檢定，壓力點之間的間隔不超過50hPa。本規程規定檢定壓力點的數量大于OIML R97中規定的數量。

關于確定壓力點檢定間隔，本規程也進行了實驗。在試驗過程中，每隔50hPa為一個壓力測試點，共進行了5個壓力循環的測試。對每臺氣壓計，在每個測試點上，分別計算誤差平均值和標準偏差，實驗結果表明，在1100hPa、1000hPa、900hPa、800hPa、700hPa、600hPa、500hPa壓力點上的誤差平均值和標準偏差與1050hPa、950hPa、850hPa、750hPa、650hPa、550hPa  誤差平均值和標準偏差無明顯差別，因此，對數字氣壓計只需在整100hPa或整10hPa壓力點上檢定即可。

6.8 關于5.3.3.2條（壓力循環次數的確定）

在規程編寫過程中，關于壓力循環次數的確定在國家氣象計量站大氣壓力實驗室進行了試驗。對七個生產廠家不同型號的21臺數字氣壓計進行了為期2周試驗。該21臺數字氣壓計測量范圍為500hPa～1100hPa，最大允許誤差為±0.3hPa，在量程范圍內，每隔50hPa為一個壓力測試點，包括兩個端點，進行了5個壓力循環的測試，即每個壓力點分別進行了10次讀數，分別計算該10次讀數的誤差值。在這10次誤差值中，先選出最大值和最小值，然后再從剩余的8個誤差值中任意選出2個數據，與選出的最大值和最小值組合成1組，共有28種這樣的組合。然后對28種組合分別進行誤差平均值標準偏差的計算，選出誤差平均值標準偏差的最大值和最小值，將該最大值和最小值分別代入標準不確定度合成計算式中，最后得出該壓力測試點的擴展不確定度值。其它的壓力測試點按照同樣的方法進行計算，得出每個壓力點的擴展不確定度值。如果上述每個壓力測試點的擴展不確定度值均小于最大允許誤差的三分之一，即可證明本規程規定的2個壓力循環測試方法可靠。

按照以上的數據處理方法，對21臺數字氣壓計分別進行了不確定度計算，結果表明，這21臺數字氣壓計在各壓力測試點上的擴展不確定度均小于最大允許誤差的三分之一，不確定度計算結果見試驗報告表3。由表3可以證明，本規程規定的2個壓力循環測試方法可靠。

本規程規定進行兩個壓力循環的測試采納了OIML R97附錄A.5.3條的建議。

6.9 關于規程5.3.4.2條

a) 調整方法的不同

本規程5.3.4.2條與JJG875-2005數字壓力計檢定規程5.3.6.1 a)有很大的區別。主要表現在調整方法的不同。JJG875-2005規定，如果壓力計示值超差，升壓（或疏空）到壓力計滿量程處并比照標準壓力值，通過壓力計的手動或自動調整機構將壓力計示值調整到最佳狀態，再進行示值誤差檢定。這樣的調整方法更適合表壓儀器的調整。而數字氣壓計主要是絕壓型的，絕壓型數字氣壓計調整一般都通過調整零點和斜率來實現，應先調整氣壓計的零點，再調整滿量程。零點的調整有時是通過使用真空泵來輔助完成的。

b)  JJG875-2005中明確規定，對穩定性合格，示值誤差合格的壓力計，也將其示值誤差調整到最佳狀態，再進行示值誤差檢定。本規程只對穩定性合格、示值誤差不合格的氣壓計進行調整，調整完成后再重新進行示值誤差檢定。而對示值誤差合格的氣壓計在使用時使用修正值即可，因為對氣壓計的調整所花費的時間和精力遠遠大于壓力計（表壓）的調整。

c) 明確了氣壓計調整的最佳狀態。該最佳狀態可理解為氣壓計各壓力點示值誤差小于最大允許誤差。當氣壓計示值誤差大于最大允許誤差時，按氣壓計的說明書的調整方法對其進行調整，調整到小于最大允許誤差即可。調整合格后，重新進行示值檢定。

6.11 關于規程5.4條

當氣壓計穩定性指標合格，示值誤差超差，可對氣壓計進行調整，調整完成后重新檢定合格的，仍可出具檢定證書。主要是考慮了這部分氣壓計在上次檢定時，示值誤差合格后未對其調整。如果在本次檢定時，氣壓計穩定性指標合格，示值誤差不合格，將這部分氣壓計判為不合格，就造成了誤判。但是對于穩定性指標不合格的氣壓計，判為不合格，出具檢定結果通知書。

                                   編寫組

                               2012年3月2日