《数字气压计》国家计量检定规程征求意见稿

1 任务来源

经全国压力计量技术委员会向国家质量监督检验检疫总局申报，由中国气象局气象探测中心、中国白城兵器试验中心、安徽省气象局大气探测中心、上海市气象信息与技术支持中心仪器研究科和甘肃省气象计量站制订本规程。国家质量监督检验检疫总局于2011年4月通过审定并批准立项，以国质检办量函【2011】259号文“2011年国家计量技术法规制定修订计划项目表”的通知下达制订任务，《数字气压计检定规程》归口于全国压力计量技术委员会。

2 制订本规程的目的和意义

数字气压计被广泛应用于气象、水文、海洋、航空等各个领域的大气压力测量。目前，气象行业内，无论是二等标准器，还是现场测量设备，几乎全部采用数字气压计进行气压测量。截止目前为止，仅气象部门既已配备三千多套数字气压计。根据国家行业发展规划，本类设备在未来将达到两万余套。这些设备测量数据的准确性对于国家减灾防灾，保证国民经济稳定运行和持续发展，保障人民群众生命财产安全具有重要作用。依据科学合理的规程对其进行周期检定是保证其测量数据准确可靠的必要技术手段。

3 编写过程

中国气象局气象探测中心作为本规程的主要起草单位，2011年4月初召集参加起草单位（中国白城兵器试验中心、安徽省气象局大气探测中心、上海市气象信息与技术支持中心仪器研究科和甘肃省气象计量站）起草人组成编写组。编写组由李建英、贺晓雷、齐久成、于贺军、周昌文、彭慧和李晓峰7名同志组成。

李建英同志作为该规程的第一起草人，重点完成了规程的申请、编写过程及围绕规程所进行试验的组织，提出了规程结构、规程主要内容，完成了规程征求意见稿的编写、规程不确定度分析报告以及试验报告的具体编写工作。

贺晓雷同志承担了规程征求意见稿具体内容的起草工作；齐久成同志承担了规程所需试验的组织工作；于贺军同志承担了规程所需试验的具体试验工作。

齐久成、周昌文、彭慧和李晓峰同志参加了规程起草过程中的讨论，对规程的结构和内容提出了意见。编写组进行了广泛的调研及资料收集整理工作，于2011年6月形成征求意见稿。

4 编写依据

在编写本规程时，我们首先注重参考国际国内已正式发行的相关规程或规范的最新版本，本规程的编写格式遵从了JJF 1002-2010《国家计量检定规程编写规则》的要求，编写过程中参考了JJF1001-1998《通用计量术语及定义》、JJF1094-2002《测量仪器特性评定》及JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》等国家规范，规程的一项计量性能指标的制定还采纳了国际建议OIML R97的规定。

5 制订规程的简要过程

5.1 调研情况

5.1.1生产情况：目前国内数字气压计的生产厂家主要有中国航空工业集团公司太原航空仪表有限公司（前太行仪表厂）、北京翔实天凯科技发展有限公司、成都成航车辆仪表有限责任公司、南京航乐电子有限公司和江苏省无线电科学研究所有限公司，国内生产的数字气压计大约有1000台左右。国外生产数字气压计的厂家主要有Vaisala公司、Paroscientific公司、Setra公司、GE(Pressurements)公司、日本恒和公司等，这些进口的数字气压计在国内保守估计大约有15000台左右。准确度等级从0.1级至0.01级，测量范围从10hPa至1100hPa。

5.1.2使用情况：气象、水文、海洋、航空等各个领域的大气压力测量都普遍采用数字气压计。

5.1.3开展工作情况：目前国内开展数字气压计测试校准的主要集中在计量部门。

6 主要内容的说明

本规程主要是对数字气压计检定规程中范围、概述、计量性能要求、通用技术要求、计量器具控制等内容提出了要求和规定，并给出了对于这些规定进行的检查方法。

6.1 关于规程1条

由于中国幅员辽阔，地形复杂，气象测量仪器不仅要考虑高空观测，也要考虑盆地观测。气压段高度观测范围从-400m到30000m，用压高公式进行换算，-400m 的高度相当于1062 hPa ，30000m的高度相当于11.7 hPa，考虑一定的余量，因此，本规程将测量范围下限确定为10hPa，测量范围的上限确定为1100hPa，满足了业务需求。

6.2关于规程3.1条

6.2.1 最大允许误差以绝对误差表示的理由

a)  由于气象行业地面仪器具有量程窄、精度高的特点，又来自国内外不同厂商，在技术指标的描述上各不相同，类似于芬兰Vaisala公司生产的PTB220数字气压计所给出的技术指标多达八项，而部分国内生产商给出的技术指标仅为一项。在规程的制订中，考虑到检定结果的准确性和检定业务的方便性，不可能对Vaisala公司所给出的技术指标进行逐一检测，因此，我们只需将各分项指标以方和根的形式进行合成，给出一个总的指标，即最大允许误差。这样也可以和国内生产的仪器统一起来。

b)  气象行业使用仪器的技术指标之所以以绝对误差表示，是因为世界气象组织—气象仪器和观测方法指南中气压观测仪器使用的技术指标就是以绝对误差形式表示的，再者国际建议R97中气压观测仪器使用的技术指标也是以绝对误差形式表示的，因此，本规程在10hPa～1100hPa测量范围内数字气压计的误差也以绝对误差形式给出。

c)  再者JJG875—2005数字压力计检定规程的最大允许误差是以量程的百分数表示，关于量程的定义在JJF1001-1998中是这样定义的。“量程：标称范围两极限的模”，即最大值与最小值之差。按照这样的理解，JJG875—2005中最大允许误差很容易理解为压力计的量程越小，对压力计最大允许误差的要求越严格。很显然，这样的理解是不合理的。因此，本规程对数字气压计的误差以绝对误差形式给出。

6.2.2 增加0.03级的必要性

考虑到JJG875—2005数字压力计检定规程准确度等级的划分中，未包含0.03级的数字压力计，由于0.03级的数字气压计是气象部门使用最多的仪器，截至到目前仅气象部门既已配备三千多套数字气压计，根据国家行业发展规划，本类仪器在未来将达到两万余套。因此，在本规程的制订中增加了0.03级是非常必要的。

6.3 关于规程3.2条

本规程规定了数字气压计的长期稳定性指标不得大于最大允许误差绝对值，采纳了OIML R97 国际建议对数字气压计长期稳定性的规定。

6.4 关于气压计回程误差技术指标

本规程取消了气压计回程误差技术指标。由于对0.01级和0.02级数字气压计的检定只能使用活塞压力计作为标准器，而在绝压测量中，活塞压力计无法保持连续上升和下降趋势，因此，无法实现数字气压计的回程误差测量。即使0.01级气压计在量传0.03级气压计时，可以实现回程误差的检定。但根据我们对0.03级气压计回程误差的计算，回程误差大部分为最大允许误差的1/10，可以忽略不计。目前为止，0.01级和0.02级气压计是省级大气压力标准器，对标准器不进行回程误差的要求，对工作级气压计也没有必要在进行回程误差的要求了。

6.5 关于5.1.1条

明确了标准器的选取原则。其不确定度或最大允许误差至少要小于被检仪器不确定度或最大允许误差的三分之一。

6.6 关于5.3.2.2条

本规程包含了没有压力接嘴的气压计的检定。对于没有压力接嘴的气压计要求在气压检定箱中进行。而JJG875—2005中未考虑该类仪器的检定。

6.7 关于5.3.3.1条（检定点的选取）

在规程的编写中，如何选取压力点的试验与压力循环的试验一起进行的。本规程规定在气压计的测量范围内应至少均匀或合理地选取7个检定点。之所以规定至少7个压力点的原因是：在OIML R97国际建议附录A.5.1.3中规定，在仪器测量范围内至少进行4个压力点的检定，压力点之间的间隔不超过50hPa。本规程规定检定压力点的数量大于OIML R97中规定的数量。

关于确定压力点检定间隔，本规程也进行了实验。在试验过程中，每隔50hPa为一个压力测试点，共进行了5个压力循环的测试。对每台气压计，在每个测试点上，分别计算误差平均值和标准偏差，实验结果表明，在1100hPa、1000hPa、900hPa、800hPa、700hPa、600hPa、500hPa压力点上的误差平均值和标准偏差与1050hPa、950hPa、850hPa、750hPa、650hPa、550hPa  误差平均值和标准偏差无明显差别，因此，对数字气压计只需在整100hPa或整10hPa压力点上检定即可。

6.8 关于5.3.3.2条（压力循环次数的确定）

在规程编写过程中，关于压力循环次数的确定在国家气象计量站大气压力实验室进行了试验。对七个生产厂家不同型号的21台数字气压计进行了为期2周试验。该21台数字气压计测量范围为500hPa～1100hPa，最大允许误差为±0.3hPa，在量程范围内，每隔50hPa为一个压力测试点，包括两个端点，进行了5个压力循环的测试，即每个压力点分别进行了10次读数，分别计算该10次读数的误差值。在这10次误差值中，先选出最大值和最小值，然后再从剩余的8个误差值中任意选出2个数据，与选出的最大值和最小值组合成1组，共有28种这样的组合。然后对28种组合分别进行误差平均值标准偏差的计算，选出误差平均值标准偏差的最大值和最小值，将该最大值和最小值分别代入标准不确定度合成计算式中，最后得出该压力测试点的扩展不确定度值。其它的压力测试点按照同样的方法进行计算，得出每个压力点的扩展不确定度值。如果上述每个压力测试点的扩展不确定度值均小于最大允许误差的三分之一，即可证明本规程规定的2个压力循环测试方法可靠。

按照以上的数据处理方法，对21台数字气压计分别进行了不确定度计算，结果表明，这21台数字气压计在各压力测试点上的扩展不确定度均小于最大允许误差的三分之一，不确定度计算结果见试验报告表3。由表3可以证明，本规程规定的2个压力循环测试方法可靠。

本规程规定进行两个压力循环的测试采纳了OIML R97附录A.5.3条的建议。

6.9 关于规程5.3.4.2条

a) 调整方法的不同

本规程5.3.4.2条与JJG875-2005数字压力计检定规程5.3.6.1 a)有很大的区别。主要表现在调整方法的不同。JJG875-2005规定，如果压力计示值超差，升压（或疏空）到压力计满量程处并比照标准压力值，通过压力计的手动或自动调整机构将压力计示值调整到最佳状态，再进行示值误差检定。这样的调整方法更适合表压仪器的调整。而数字气压计主要是绝压型的，绝压型数字气压计调整一般都通过调整零点和斜率来实现，应先调整气压计的零点，再调整满量程。零点的调整有时是通过使用真空泵来辅助完成的。

b)  JJG875-2005中明确规定，对稳定性合格，示值误差合格的压力计，也将其示值误差调整到最佳状态，再进行示值误差检定。本规程只对稳定性合格、示值误差不合格的气压计进行调整，调整完成后再重新进行示值误差检定。而对示值误差合格的气压计在使用时使用修正值即可，因为对气压计的调整所花费的时间和精力远远大于压力计（表压）的调整。

c) 明确了气压计调整的最佳状态。该最佳状态可理解为气压计各压力点示值误差小于最大允许误差。当气压计示值误差大于最大允许误差时，按气压计的说明书的调整方法对其进行调整，调整到小于最大允许误差即可。调整合格后，重新进行示值检定。

6.11 关于规程5.4条

当气压计稳定性指标合格，示值误差超差，可对气压计进行调整，调整完成后重新检定合格的，仍可出具检定证书。主要是考虑了这部分气压计在上次检定时，示值误差合格后未对其调整。如果在本次检定时，气压计稳定性指标合格，示值误差不合格，将这部分气压计判为不合格，就造成了误判。但是对于稳定性指标不合格的气压计，判为不合格，出具检定结果通知书。

                                   编写组

                               2012年3月2日