溫濕度不確定度分析

1、探空儀溫度、濕度靜態(tài)測量不確定度分析概述概述不確定度是指由于測量誤差的存在對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度，它是測量結果質量的指標。不確定度愈小，所述結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。濕度是基本的環(huán)境

2、參量之一，其準確測量關系到氣象觀測預報、氣候研究、水文學、農業(yè)、航空等各領域。常見的濕度測量方法有動態(tài)法（雙壓法、雙溫法、分流法）、靜態(tài)法（飽和鹽法、硫酸法）、干濕球法、露點法和電子式傳感器法等。電子式濕度傳感器于20世紀90年代興起，由于具有測量準確、顯示明確、重復性好的特點，近年來得到廣泛應用。目前我國有數(shù)十個海洋臺站配置了芬蘭VAISALA公司生產的HMP45D溫濕一體化傳感器，用于自動氣象觀測站進行濕度的測量。本文依據(jù)JJF10

3、762001《濕度傳感器校準規(guī)范》，開展溫濕度傳感器相對濕度示值誤差的校準試驗研究，并根據(jù)JJF10591999《測量不確定度評定與表示》的要求，給出其測量結果的不確定度評定方法和步驟。測量不確定度和標準不確定度測量不確定度和標準不確定度表征合理的賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度。這是JJF10011998《通用計量術語及定義》中對其作出的最新定義。測量不確定度是獨立而又密切與測量結果相聯(lián)系的、表明測量結

4、果分散性的一個參數(shù)。在測量的完整的表示中，應該包括測量不確定度。測量不確定度用標準偏差表示時稱為標準不確定度，如用說明了置信水準的區(qū)間的半寬度的表示方法則成為擴展不確定度。不確定度的不確定度的A類、B類評定及合成類評定及合成由于測量結果的不確定度往往由多種原因引起的，對每個不確定度來源評定的標準偏差，稱為標準不確定度分量。用對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度，稱為不確定度A類評定；所得到的相應標準不確定度稱為A類不確定度分量，

5、用符號si表示。它是用實驗標準偏差來表征。用不同于對觀測列進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度，稱為不確定度B類評定；所得到的相應標準不確定度稱為B類不確定度分量，用符號ui表示。它是用實驗或其他信息來估計，含有主觀鑒別的成分。對于某一項不確定度分量究竟用A類方法評定，還是用B類方法評定，應由測量人員根據(jù)具體情況選擇。B類評定方法應用相當廣泛。當測量結果是由若干個其他量的值求得時，按其他各量的方差和協(xié)方差算得的標準不確定度，稱為合成標準

6、不確定度。它是測量結果標準偏差的估計值，用符號UC(y)表示。方差是標準偏差的平方，協(xié)方差是相關性導致的方差。計入?yún)f(xié)方差會擴大合成標準不確定度。合成標準不確定度仍然是標準偏差，它表征了測量結果的分散性。所用的合成方法，常稱為不確定傳播率，而傳播系數(shù)又被稱為靈敏系數(shù)，用c表示。合成標準不確定度的自由度稱為有效自由度，用νeff表示它表明所評定的UC1測量方法式中：U為相對濕度（%RH）；e(Td)為在露點溫度Td下的飽和水蒸氣壓（Pa）；

7、e(T)為在氣樣溫度T下的飽和水蒸氣壓（Pa）。飽和水蒸氣壓采用簡化公式計算[5]：式中：TK為露點溫度Td或氣樣溫度T，（K）。由精密露點儀引入的標準不確定度u（HB）1為[3]4.1.1精密露點儀露點溫度引入的標準不確定度u（Td）根據(jù)上級檢定機構出具的證書，精密露點儀合格，為二級精密露點儀，在20~40℃DP時，最大允許誤差0.3℃DP。按均勻分布，則其標準不確定度分量為：4.1.2精密露點儀鉑電阻溫度計引入的標準不確定度u（T）

8、（1）鉑電阻溫度計示值誤差引入的標準不確定度分量u（T）1根據(jù)上級檢定機構出具的校準證書，鉑電阻溫度計示值誤差的不確定度U=0.01℃（k=2），則標準不確定度分量為：（2）濕度發(fā)生器測試倉溫度不均勻引入的標準不確定度分量u（T）2根據(jù)使用高精度的Fluke1502A測溫儀測試，均勻度為0.004℃，按均勻分布，則其標準不確定度分量為：上述兩個分量互不相關，則有：4.1.3精密露點儀引入的標準不確定度u（HB）1的計算根據(jù)式（5）可知，

9、精密露點儀引入的標準不確定度u（HB）1與相對濕度值相關。現(xiàn)以20.0℃，40%RH為例，計算u（HB）1。在氣樣溫度20.0℃下，露點溫度6.01℃，濕度40%RH。u（Td）為0.174℃，則露點溫度范圍5.838~6.186℃，飽和水蒸氣壓范圍924.996~947.549Pa，u（T）為0.006℃，氣樣溫度范圍19.994~20.006℃，飽和水蒸氣壓范圍2338.390~2339.983Pa。由式（5）計算得，u(HB)1=