浅谈空盒气压表和气压计的计量检定

金 路，陶笑昱，王 鹏

（上海市质量监督检验技术研究院，上海 201114）

空盒气压表和空盒气压计是用于测量大气压力的仪器仪表。仪表的工作原理是：仪表膜盒在大气压力的作用下产生弹性形变，通过传动机构动作对应表盘指针的转动来测量大气的压力值。空盒气压表分为：普通空盒气压表、精密空盒气压表、高原空盒气压表。而空盒气压计则是利用仪表膜盒受大气压力作用产生的形变，进而传动机构令笔尖对应的气压值在XY 轴标准（时间-气压）坐标纸上进行实时记录，形成XY 轴的时间-气压记录曲线来记录当地的大气压力数值[1]。

1 计量要求

依据检定规程《JJG272-2007 空盒气压表和空盒气压计》对首次检定、后续检定和使用中检定做了详细的说明。如表1 所示，空盒气压表从测量范围、测量精度和温度系数分类：精密空盒气压表、普通空盒气压表、高原空盒气压表和空盒气压计[2]。

针对上述不同类别的仪表，规程中分别规定了大气压力的仪表测量范围、整压力10hPa 点修正值的要求、相邻整压力10hPa 点间修正值的变化量要求、温度系数及补充修正值的具体要求。在JJG272-2007 规程的通用技术要求中，对外观要求和其他要求也做了详细的描述。其中，温度系数检定记录表的格式可以参照附录A；对于常年大气压低于960hPa 地区使用的空盒气压计，其示值检定方法可采用常压定域检定方法参考规程的附录B；空盒气压计示值检定记录表的格式参考规程的附录C；而JJG272-2007规程的附录D 及附录E 分别是气压计示值检定-记录表格式和气压表补充修正值检定-记录表格式。空盒气压表和空盒气压计的检定周期根据其使用环境条件和频繁程度确定，空盒气压表一般不超过1 年，而空盒气压计一般不超过3 年[3]。

2 温度系数检定

外观检查完好的空盒气压表和气压计才能进行温度系数的检定。首先，将被检表的指针调整到当前气压标准值附近，然后将标准温度计和空气气压表（空盒气压计）放入温度系数计量检定箱内。仪表的温度系数检定在0℃～5℃和25℃～35℃的两个温度区间内任意一点进行测量，这两个温度区间的检定测量先后顺序可以自行定义，只要求两个检定温度点的温差值大于20℃。而在整个温度系数计量检定的操作过程中，标准大气压力的变化值应小于3hPa，并且在计量检定箱内稳定的时间需大于2h，进而在高温和低温两个温度点下分别读取出：

1）气压标准器的气压值（精确到0.1hPa）。

2）标准温度计的温度值（精确到0.1℃）。

3） 空盒气压表气压计的气压值（精确到0.1hPa）。

完成上述数据读取之后，进行后续数据处理，将标准器气压值（经示值修正后）减去气压表或气压计示值得到的各自比较的气压插值[4]。

Kt——温度系数，单位hPa/℃，取两位小数。

Δp1——在高温点标准和被检表的气压差值，单位hPa。

Δp2——在低温点标准和被检表的气压差值，单位hPa。

t1——高温点的测量温度值，单位℃。

t2——低温点的测量温度值，单位℃。

3 示值检定

经过温度系数检定的空盒气压表和空盒气压计才可以进行示值误差检定，示值检定之前需要将空盒气压表和空盒气压计放置，待温度平衡至检定室温。温度系数修正值=空盒气压表的温度系数×检定的标准温度值[5]。

3.1 选检定点

每次示值误差检定行程的起点和终点必须是空盒气压表（空盒气压计）测量范围的上限值和下限值。

1）对于空盒气压表检定测试点的选定要求是：1010hPa 是比检点，首次检定检定点的间隔为20hPa 或30hPa；后续检定和使用中检验时，检定点的间隔可放大至50hPa，并且要求在检定全程范围内不少于5 个检定点。

2）对于空盒气压计检定测试点的选定要求是：首次检定需要1050hP、1030hPa、1010hPa、990hPa、960hPa 五个检定点，测量范围为870hPa ～960hPa 的空盒气压计示值 检 定 点 为960hPa、940hPa、920hPa、900hPa、870hPa五个点；后续检定和使用中检验其检定点可以减少中间点1010hPa 或920hPa 和测量范围的上下限点。对于常年大气压低于960hPa 地区使用的空盒气压计，其示值检定方法可采用常压定域检定方法。

3.2 检定操作

空盒气压表和空盒气压计的示值检定包括一次升压行程及一次降压行程，并且要求在计量检定过程中升压及降压的变化速率应小于5hPa/min，将空盒气压表（或空盒气压计）放入示值检定箱中，调整由高压至低压，然后由低压至高压，顺序可逆，持续改变压力且中间需连续调整不可停顿的保持压力变化趋势。在检定的高、低压端点改变检定行程方向时，应先保持原压力趋势持续升高或降低到超出该检定点压力值2hPa ～3hPa，再逆向改变压力值，调整到下一个示值检定点。为了保证检定数值的准确性，每个检定点的稳定时间不少于5min。空盒气压表各个检定点的气压差值平均值用公式计算：

p标1——升压行程检定点标准器值（修正后），hPa。

p标2——降压行程检定点标准器值（修正后），hPa。

p表1——升压行程检定点被检值（修正后），hPa。

p表2——降压行程检定点被检值（修正后），hPa。

Kt——温度系数值，单位hPa/℃。

t1——升压行程标准温度计的温度值，℃。

t2——降压行程标准温度计的温度值，℃。

空盒气压计各检定点的气压差值平均值参照上述，但是不需要做温度系数的修正计算。空盒气压计需要将各个检定点的气压差值平均值减去1010hPa 的气压差值平均值，所得差值就是0.0hPa 时的示值检定最终结果。

4 补充修正值检定

经过气压示值检定的空盒气压表，在自然条件下放置1 天（24h）之后，才可以进行后续的补充修正值的计量检定。检定补充修正值的测量方法是将空盒气压表（空盒气压计）与标准器压力设备放置在同一个气压实验室内，在相同大气压和室温条件下进行比较测量，需要注意的是空盒气压表与气压标准器的感压传感器位置应处在同一水平高度。空盒气压表的全部比较读数5 次，各个读数之间的时间间隔应大于1h 间隔，将经示值修正后标准气压值减去空盒气压表的气压值得到5 次测量的差值，再计算5 次差值的算数平均值作为被检空盒气压表的补充修正值[6]。

5 常压定域检定

在高原地区（或常年气压低于960hPa 地区）使用的高原气压计，由于空盒气压表的测量灵敏度随着大气压力的降低而逐渐增大。气压计常压定域检定方法，就是在常压范围的地点检定气压计时采取了控制仪器灵敏度的方法，使气压计不仅在常压范围地点可以检定合格，即使使用气压计的定域范围地点也可以检定合格。测定空盒气压计在常压范围的总变量与标准器总变量之差，总变量控制量μ 值：

p1——常压范围中点气压值，hPa。

p2——定域范围中点气压值，hPa。

λ——空盒气压计的灵敏度系数值。

6 结论

本文阐述了依照检定规程《JJG272-2007 空盒气压表和空盒气压计》，实现空盒气压表和空盒气压计的检定过程，详细阐述了仪表的整体计量要求、温度系数检定、示值误差检定、补充修正值检定以及常压定域检定的操作和数据计算过程。经测试比较，依照检定规程的操作和计算流程可以准确地实现空盒气压表的计量检定，达到了预期的检定效果。