如何在風(fēng)向風(fēng)速自記儀中應(yīng)用不確定度
如何在風(fēng)向風(fēng)速自記儀中應(yīng)用不確定度
與傳統(tǒng)的以誤差理論表示測量結(jié)果相比較,引入測量不確定度應(yīng)該是測量技術(shù)認(rèn)識進步的標(biāo)志。不確定度是一個合理表征被測量離散程度的量,用它可以對測量的結(jié)果做出綜合的評定。它表示的是因測量誤差的存在而對被測量不能肯定的程度。對實驗具體數(shù)據(jù)而言,不確定度測量值(近似值)附近的一個范圍,測量值與真值之差可能落于其中,不確定度小,測量結(jié)果可信賴程度高;不確定度大,測量結(jié)果可信賴程度低。用不確定度評定實驗結(jié)果的誤差,其中包含了各種不同的誤差來源對結(jié)果的影響,而它們又反映了這些誤差所服從的分布規(guī)律,能更準(zhǔn)確地表達(dá)測量結(jié)果的可靠程度。本文我們主要討論如何在風(fēng)向風(fēng)速自記儀中應(yīng)用不確定度。
我國氣象部門計量校準(zhǔn)實驗室對溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速等四大要素的不確定度評定大部份采用示值誤差的測量不確定度評定。由于測量這四大要素的儀器是多種多樣,在評定時,采用各種不同的儀器作為代表的樣本,因此,在測量過程中,應(yīng)用了合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差作為A類多次重復(fù)性測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,這樣就不需要在每次的測量中進行重復(fù)性不確定度的評定。風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)測儀中，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速測量是通過間接測量流體壓力———補償式微差壓計水柱高度,進而換算成標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速。如對風(fēng)速測量不確定度評定時,標(biāo)準(zhǔn)器相當(dāng)風(fēng)速的數(shù)值是直接采用公式伯努利方程,即:ΔP=PZ-PJ,ΔP為空氣流動的動壓力;PZ為總壓力;PJ為靜壓力。風(fēng)速與流體動壓力存在的關(guān)系:ΔP=0.5ρV2,式中:ρ為空氣密度,kg/m3;V為風(fēng)速,m/s。從而可以導(dǎo)出計算風(fēng)速公式:V=(2ΔP/ρ)1/2。根據(jù)以上理論,在測量中,標(biāo)準(zhǔn)器相當(dāng)風(fēng)速是通過皮托靜壓管和二等補償式微差壓計測量,依據(jù)規(guī)程用水柱高度計算相當(dāng)風(fēng)速vi=4（H）1/2來實現(xiàn)的。由上述推導(dǎo)公式所得出的相當(dāng)風(fēng)速值作為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速值。
