張晨亮，吐魯遜·伊力，陳 禹

新疆氣象技術(shù)裝備保障中心，新疆烏魯木齊 830002

PTB220 氣壓傳感器是基于振蕩電路、參考電容以及微處理器組成的數(shù)字壓力傳感器，能夠同時測量壓力和空氣濕度，傳感器能夠進(jìn)行溫度補償和壓力線性補償，在壓力發(fā)生變化時，傳感器電容值也會發(fā)生變化進(jìn)而得到壓力值，一般工作技術(shù)參數(shù)為500～100hPa 壓力，誤差值為±0.25hPa，本文主要研究自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法。

1 自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法

PTB220 氣象傳感器有一個串行接口，一般氣壓檢定需要采用這個串行接口，與12V 直流穩(wěn)壓電源相連，運行WINDOWS超級終端或者其他串口通信軟件，串口參數(shù)設(shè)置為：偶校驗，7 數(shù)據(jù)位，1 停止位，無數(shù)據(jù)流控制。接通氣壓計電源，顯示“＞”表示電腦與氣壓計通訊成功，在此基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前氣壓值的讀取。

對比PTB220 氣壓傳感器和標(biāo)準(zhǔn)氣壓儀的測量值，若是各檢驗點測量值大于±0.25hPa，就需要選擇矯正方法檢驗各檢定點的誤差大小和方向。若是發(fā)現(xiàn)各壓力點的測量誤差方面一致，需要采用基點平移法根據(jù)各壓力點的平均值來進(jìn)行調(diào)整。若是測量誤差呈現(xiàn)分段分布現(xiàn)象，可以采用截距調(diào)整和斜率調(diào)整法。在檢定環(huán)境下，先進(jìn)行多點校正和線性校正，使氣壓和溫度調(diào)整系數(shù)恢復(fù)到出廠值，采用新的線性偏置校正。

LCI 命令主要是矯正新的線性偏置校正，用戶可以使用LCI 命令選擇單點偏執(zhí)或者是兩點偏執(zhí)。在進(jìn)行新的多點校正時可以進(jìn)行性8 個不同氣壓點的校正。

用一臺CPC6000 氣壓儀作為標(biāo)準(zhǔn)，參考外界溫度為24℃，PTB220 氣壓傳感器檢驗?zāi)Ｊ讲捎肕MODE 氣壓表檢驗，氣路與起亞標(biāo)準(zhǔn)器、壓力調(diào)解源連接在一起，數(shù)字多用表與前面板的HI、L0 端連接，紅探頭與C+連接，黑探頭與C-連接，多用表電源先設(shè)置為直流電壓測量，再將量程設(shè)置為100V，SW4處于關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)整為打開狀態(tài)后就可以選擇新的命令進(jìn)行校準(zhǔn)。將氣壓傳感器通過CPC6000 氣壓儀連成一個封閉的測量系統(tǒng)，串口連接計算機讀取和設(shè)置，在預(yù)熱30min 后，進(jìn)行檢定。打開CPC6000 氣壓儀開關(guān)，PTB200 氣壓傳感器和氣壓標(biāo)準(zhǔn)器與外界連接，讀取氣壓傳感器器示值，標(biāo)準(zhǔn)值為876.20hPa，讀取值為876.58hPa，誤差為+0.38，超過了最大允許誤差，需要進(jìn)行校正。在氣壓量程下與標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)值為600.00、700.00、800.00、900.00、1000.00 時，示值為600.35、700.13、800.35、900.27、1000.13，修正值分別為-0.35、-0.13、-0.35、-0.37、-0.13，平均修正值-0.266hPa，采取多點調(diào)整法。

在終端輸入超級終端mpc on 命令，程序為(部分)：＞MPCI;PTB Reading?Correction……PTB Reading；Correction ＞MPC ON;ESC鍵結(jié)束。校準(zhǔn)結(jié)果為示值：799.92、849.94、899.94、949.94、999.97，修正值為+0.08、+0.06、+0.06、+0.05、0.03，平均修正值為+0.056，在允許誤差范圍內(nèi)。

2 誤差分析和對策

氣壓傳感器在工作中一般安裝在采集器里，測量數(shù)據(jù)主要是以開振蕩電路的作用，外界溫度的影響會導(dǎo)致電容溫度補償傳感器的介電常數(shù)發(fā)生變化，進(jìn)而影響測量的轉(zhuǎn)確定，尤其是在溫差比較大的地區(qū)，白天很熱，空氣中水分含量非常少，夜間地面輻射非常強，晝夜溫差在10℃以上，就會為氣壓測量帶來嚴(yán)重影響，如標(biāo)準(zhǔn)器在-20℃、5℃、20℃、40℃的值為655.750、655.713.655.765、655.688，被檢傳感器為655.50、655.66、655.65、655.42，從這些數(shù)據(jù)中可以看出在溫度允許條件下，誤差非常小，若是超過了溫度的范圍，就會為校準(zhǔn)帶來嚴(yán)重誤差。另外在一些海拔比較高的地區(qū)，年內(nèi)氣壓變化幅度非常大，也會對氣壓校準(zhǔn)帶來嚴(yán)重影響。

在氣象觀測中，測量儀器有自己的測量精度和使用要求，對于氣壓傳感器而言，若是輸出信號為模擬信號，在讀取輸出電壓或者是輸出電流是就要求在6 位半采集器上讀取，若是輸出信號為數(shù)字信號，數(shù)據(jù)的讀取可以通過計算機超級終端以及其他的一些顯示軟件進(jìn)行，若是氣壓傳感器能夠同時輸出模擬量和數(shù)字量兩種信號，在檢定中調(diào)整儀器時調(diào)整數(shù)字量的同時也會影響模擬量的輸出，進(jìn)而導(dǎo)致氣壓測量出現(xiàn)附加誤差，因此在檢驗數(shù)字量的同時還需要檢驗?zāi)M量。

為減小氣壓傳感器的腳磚誤差，在儀器的檢定矯正中，需要定期進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)儀器數(shù)據(jù)出現(xiàn)漂移，一定要及時進(jìn)行調(diào)整，保證儀器的檢定規(guī)程在允許的范圍內(nèi)，保證氣象資料的準(zhǔn)確性。針對環(huán)境比較惡略的地區(qū)，需要檢驗氣壓傳感器的工作環(huán)境，保證在儀器的進(jìn)氣口沒有灰塵堵塞，傳感器沒有收到腐蝕、碰撞或者是劇烈振動的影響，電纜與接頭完好無損，在儀器的檢驗中需要輕拿輕放，避免影響電路。

為減少附加誤差的影響，標(biāo)準(zhǔn)器的固有特性選擇為氣溫24℃～35℃，穩(wěn)定在基態(tài)時再進(jìn)行計量校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)穩(wěn)定過程中隨之調(diào)整調(diào)壓器，保持校準(zhǔn)器讀數(shù)的對稱性，校準(zhǔn)工作最好在40 分鐘內(nèi)完成。

3 結(jié)論

綜上所述，本文主要研究自動氣象站氣壓傳感器實驗室檢定方法，PTB220 氣壓傳感器的檢定誤差是多方面的，在平時的工作中還需要定期急性檢定，避免觀測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性，在采集器的維護(hù)中避免影響電路。

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