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探空仪测量误差校准结果的不确定度评定
1概述
1.1测量依据：JJFXXXX-XXXX《数字式电子探空仪校准规范》。
1.2测量环境条件：环境温度:（20±5）℃，相对湿度:不大于85％。
1.3计量标准：
表1主要标准器
要素
标准器
主要技术指标
温度
标准铂电阻测温仪
测量范围：（-90～+50）℃
准确度等级：二等以上
湿度
精密露点仪
测量范围：（10～95）%RH
准确度等级：二级以上
气压
数字气压计
测量范围：（0～1600）hPa
准确度等级：0.01级
1.4被测对象：GTH3型卫星导航探空仪
1.5测量参数：探空仪温度测量误差、探空仪相对湿度测量误差、探空仪气压测量误差。
2温度误差的不确定度评定
2.1不确定度计算公式
被校探空仪的温度误差?T的计算见式（1）
?T=T
式中：
T示
T标
对式（1）各分量求偏导，各分量灵敏度系数如下：
c1=?
则根据不确定度传播律，温度误差的合成标准不确定度可由下式计算：
uc
式中：
uc
u(T
u(T
2.2不确定度分量的评定
2.2.1探空仪温度示值引入的标准不确定度分量u(
探空仪示值重复性和分辨力引入的标准不确定度，二者取大者作为u(T
采用A类评定方法计算示值重复性引入的不确定度分量，按规范要求，以n次测量平均值作为测得值，得到：
u
选取各校准点中的最大测量值，u1
探空仪温度示值分辨力为0.01℃，取均匀分布，由此引入的标准不确定度为0.0029℃，小于重复性标准偏差。
则取探空仪示值重复性引入的标准不确定度u1作为u(
即u(T
2.2.2标准值引入的不确定度分量u(
（1）标准器量值溯源引入的不确定度分量u
一等标准铂电阻温度计相邻检定周期检定结果的差值不超过10mK，按均匀分布，取包含因子为3，其标准不确定度为：
u
（2）温场不均匀性引入的标准不确定度u
校准使用的恒温槽，技术指标规定的最大垂直温差不大于0.02℃（20mK），按均匀分布，取包含因子为3，其标准不确定度为：
u
(3)标准值引入的不确定度分量u(
u(T标)=u2
2.3合成标准不确定度u
按式（3）计算合成标准不确定度：
u
2.4扩展不确定度U
取包含因子k=2，则探空仪温度校准的扩展不确定度为：
U?T=k×uc?T=0.03
各不确定度分量汇总于表2：
表2温度误差校准不确定度汇总表
标准不确定度来源
概率分布
c
ui（℃
温度示值引入的标准不确定度
正态
1
0.0061
标准值引入的
不确定度分量
标准器量值溯源
均匀
1
0.0057
温场不均匀性
均匀
1
0.0115
合成标准不确定度u
0.01
扩展不确定度U
0.03℃，k=2
3相对湿度误差的不确定度评定
3.1不确定度计算公式
被校探空仪的湿度误差?H
?H=H
式中：
H示
H标
对式（1）各分量求偏导，各分量灵敏度系数如下：
c1=??H
则根据不确定度传播律，温度误差的合成标准不确定度可由下式计算：
uc?H=
式中：
uc
u(H
u(H
3.2不确定度分量的评定
3.2.1探空仪示值引入的标准不确定度分量u(
探空仪示值重复性和分辨力引入的标准不确定度，二者取大者作为u(H
采用A类评定方法计算示值重复性引入的不确定度分量，按规范要求，以n次测量平均值作为测得值，得到：
u
选取各校准点中的最大测量值，u1
探空仪相对湿度示值分辨力为0.1%RH，取均匀分布，由此引入的标准不确定度为0.029%RH，大于重复性标准偏差。
则取探空仪示值分辨力引入的标准不确定度u1(h)作为
即：u(T示
3.2.2标准值引入的不确定度分量u(
(1)相对湿度标准值计算公式：
作为标准器的露点仪，给出的相对湿度值是通过间接测量，其标准值H0
H0=eTd
式中：eTd露点温度饱和水汽压力，
eTs环境温度的饱和水汽压力，
在气象应用及探空仪测湿中，对于式中饱和水汽压的计算采用如下的简化公式：
ew=6.112×e17.62t243.12+t
代入（3）式：
H0=e(Td
对式（1）各分量求偏导，各分量灵敏度系数如下：
c(T
进行偏导计算后，得出，在各设定校准点的灵敏度系数cTd、c
表2.1设定校准点的灵敏度系数c
设定校准点（1013.25hPa）
各参数在校准点处的灵敏度系数
c
c
相对湿度
T
T
10%RH
-8.7℃
25/℃
0.78%RH/℃
0.60%RH/℃
20%RH
0.5℃
25/℃
1.45%RH/℃
1.19%RH/℃
30%RH
6.24℃
25/℃
2.07%RH/℃
1.76%RH/℃
50%RH
13.86℃
25/℃
3.25%RH
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