工作级水银气压表比较检定不确定度评定

　　自五、六十年代以来,水银气压表一直是气象部门的大气压力测量仪器。为了保障大气压力量值传递的准确可靠,根据检定规程的要求,要定期对水银气压表进行检定,这对保障水银气压表计量性能的稳定可靠是十分重要的。现根据JJG210-1980《气象用水银气压表检定规程》及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》规范,对工作级水银气压表比较检定结果进行不确定度评定。

　　1　检定方法

　　水银气压表的比较检定是在比较检定箱中,用二等标准水银气压表作为标准器,和被检定的工作级水银气压表悬挂在比较检定箱中,稳定4h以上,在自然大气压力变化比较平稳的条件下进行示值比较。

　　2　检定结果的不确定度分析

　　根据测量方法,可用实测压力值误差的公式作数学模型:

　　式中:p(hPa)为标准气压表示值;Δp(hPa)为标准气压表实测压力值的误差;P0(hPa)为标准器报告值;g1(m/s2)为当地重力加速度;g0(m/s2)为标准重力加速度;α为水银膨胀系数,0·000 181 8/℃;β为黄铜膨胀系数,0·000 018 4/℃;t(℃)为附温表读数。

　　对(1)式求灵敏系数:

　　2·1　测量不确定度来源

　　(1)气压表示值进行多次重复测量引起的标准不确定度U1;

　　(2)气压表附温表引起的标准不确定度U2;

　　(3)测量时标准器引起的标准不确定度U3;

　　(4)气压表附温表读数滞后引起的标准不确定度U

　　2·2　不确定度的评定

　　2·2·1　对气压表示值进行多次重复测量引起的标准不确定度U1的评定

　　在自然大气压力变化比较平稳的条件下,用标准器对某一气压表1 000 hPa示值进行10次测量的数据,分别求出差值,并剔除异常数据,见表1。

　　气压表测量示值平均值为:-p=1n∑ni=1pi=1000·2 hPa

　　测量实验标准差采用JJF1059-1999中规定的方法计算为:

　　平均值的实验标准差为:

　　A类标准不确定度为:

　　2·2·2　气压表附温表引起的标准不确定度U2的评定

　　在气压表的检定过程中,作为二等标准水银气压表给出的是实际压力,而气压表的示值还需要进行温度、重力订正,因此气压表附温表的误差必然会影响检定结果。气压表附温表的不确定度为0·2℃,按正态分布,置信因子k=2·58,按B类方法评定,标准不确定度为:

　　估计相对标准不确定度不可靠性为10%,查JJF 1059-1999表4,v2=50

　　2·2·3　测量时标准器引起的标准不确定度U3的评定

　　由检定证书得,标准器二等标准水银气压表的扩展不确定度为:U95=0·09 hPa,有效自由度为:Veff=64,所以二等标准水银气压表在检气压表时引入的标准不确定度应为: