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摘 要:热球式风速计已经得到了广泛的应用,但是其性能存在严重的不足,在实际应用中总是会有偏差出现,这为精准的测定带来了较大的数据差,影响其作用的发挥。对于这种情况,相关技术人员应该对热球式风速计进行检定和校准,当然检定校准时要选用正确的方法,对其进行全方面的检定,以保证子它的实际测量值能更加精准。本文首先分析了鉴定校准热球式电风速计的主要材料以及方法,然后对检定校准结果进行比较分析,最后得出检定校准的最终结果。
关键词:热球式电风速计;检定;校准
对风速项目进行测量是卫生监测工作的主要一部分,热球式电风速计在实际应用中比较方便,还不用较为复杂地操作,能迅速地放映,即便是在较低的风速中也有着很高的灵敏度,因为这些特点,它才能广泛地应用。对其进行检定主要是依据《检测和校准实验室能力通用》规则,依据相关的量值溯源要求,对风速计进行校准,要在它没有投入使用前进行。在校准结束之后要依据标准器示值,对被校准的检器示值结果进行比对,监测工作的要求是将比对的结果给绘制成正曲线,从而计算出测量的实际值是多少,但现在我国在这方面还没有明确的绘制规范,所以对检定校准方法也是要进行探索的。
一、热球式电风速计概述
热球式电风速计,使用方便可靠,售价低廉。从交付生产以来,即为各方面广泛应用,不但在卫生工作中完全代替了过去的卡它温度计,也是从事采暖通风、空气调节、劳动保护等工作中不可缺少的仪器.至于它的构造原理和性能,由于当时各种条件限制,热球式风速计的原理和热线风速计相似:将测头用电加热,侧头的温升受空气流速的影响,流速加大则温升减小,所以根据温升大小,可以测出气流速度.但它的构造与热线式不同,其主要邵分为一镍铬丝的弹簧圈,用低熔点的玻璃盯弹簧圈包成球状。弹簧圈内有一镍铬一康铜热电偶以测量球的温升程度.这样测头的加热量集中在球部,只要用较小的加热电流既可达到一定的温升。
二、材料和方法
1、材料。在检定校准热球式电风速计时,主要应用两台电子微风仪,其编号分别是L378以及L379,这两太仪器的生产厂家都是天津气象仪器厂,生产年份是2014年,现在要用这两台仪器进行计量检定分析,分析的主要内容是校准证书中的比对数据,采用的比对数据年份为2010年一直2012年这三年的,所用的检定材料就是这些。
2、方法。在准备好相关仪器和相关资料后,要选择检定的方法,依据相关规定,对于校准证书中各项数据进行检定之后,要将这些比对的数据给绘制成修正曲线图,采用的绘制方法主要有两种,其一是以校准证书的原始数据为主要依据,也就是仪器示值以及标准器示值,然后用最小二乘法对结果进行计算,得出直线回归方程,其中被检仪器示值为自变量,然后再依据被检仪器示值对风速的测量值进行计算,这是一个比较传统的检定方法。其二是转换校准证书的原始数据,也就是仪器示值以及标准器示值,具体的转换方法就是将在原始数值的基础上加1,然后再选取自然对数,从而得出的数值就是转换之后的,再用最小二乘法对回归方程对结果进行计算,得出计算结果之后,将其进行逆转换,最终得出修正曲线,风速测量值主要是利用仪器示值计算出来的,这种方法是比较新型的检定方法。要想利用这两种方法的检定结果,去进行修正曲线的绘制,可以将校准正数比对的数据直接带入,从而在这两种方法所绘制出来的修正曲线中显示出来,计算测量值的主要方法是用被检仪器示值来得出,然后让计算出来的最终测量值去比较标准器示值,再依据最后计算出来的实际测量值去比较标准器示值,对比两者的符合程度,对修正曲线优劣情况进行拍判断。为了判断测量值与标准器示值的符合程度,计算测量值对标准器示值的相对偏差,以相对偏差的绝对值来衡量。
三、结果
1、仪器校准证书比对数据及两种方法绘制的修正曲线相对偏差见表1。
2 方法一计算出来的风速测量值,与标准器示值相比,相对偏差非常大,尤其是在风速较低时,测量结果完全畸形,最大偏差达到了 229.87%;利用方法二得出的修正曲线,对测量值的相对偏差给与了很好的控制,最大偏差也只有 13.19%。
四、讨论
热球式电风速计常常用于公共场所、工作场所、室内环境的风速测量,这些场所的风速通常较小,公共场所风速甚至<0.5m/s。利用热球式电风速计开展监测工作时,常常需要根据仪器校准结果绘制修正曲线后,对检测仪器示值修正计算得出测量值,但目前关于如何绘制修正曲线,使用何种方法没有统一的规范,然后直接利用对比结果计算直线回归方程,利用此直线回归方程对仪器测量示值进行修正,计算风速测量值,这此方法应用较广泛,但使用这样的回归方程对测量示值进行修正时,常得到异常数据,在风速较低时计算出来的风速值与实际风速偏差较大,甚至出现风速为负数的情况,在本次所开展的测量结果就体现了这样的情况。为此,利用笔者所使用的方法绘制的修正曲线对测量仪器示值进行修正,得到的结果与上述方法计算得出的风速值与实际风速更加吻合,测量的准确性更好,其优越性在风速较低时特别明显,并且避免出现风速为负值的异常情况。
在风速较大的区段(比如风速>5m/s 時),方法一给出风速测量值与标准器示值更为接近,但是意义不大,因为在实际监测的场所中很少出现那么大的风速,二是在仪器读数表头中,在风速大时,读数误差也相应地增大。热球式电风速计读数表头为近似对数表头。在低风速时读数误差小,在风速较大时仪器读数误差也较大,这也就意味着在风速较大时测量本身误差也比低风速时误差大。因此,利用相对偏差来对测量进行质量控制也是比较妥当的。所以我们认为利用方法二效果更好,校正的结果更能反应实际值,可以应用于热球式电风速计校准并替代方法一。
五、结束语
对热球式电风速计进行检定校准,能有效保证电风速计在实际应用中对风速的测量结果的准确性,在检定校准过程中要选用合适的材料和方法,文中介绍了两种热球式电风速计检定校准的方法,从测量结果中能够得出,两种方法测量出来的值都是有所偏差的,第一种方法的偏差要大一些,还不能对其有效的控制;而第二种方法得出的测量结果偏差则很小,并能对偏差进行有效的控制。所以,在检定校准热球式电风速计时应采用第二种方法,这样能使电风速计能在实际中得到更好的应用,也不会对风速测量有较大影响,从而能发挥出热球式电风速计的实际作用。
参考文献:
[1]黄道雅,吕榜军. 热球式电风速计检定校准的探讨. 疾病监测与控制,2015
[2]冯佩蓉. 热球式电风速计法测定宾馆客房风速的不确定度分析. 安徽预防医学杂志,2010
[3]王秋霞. 热球式电风速计检定中的误差调整. 北京气象,1996
[4]吴兴福,王秀丽. 一种热球式风速计. 万方,2013
关键词:热球式电风速计;检定;校准
对风速项目进行测量是卫生监测工作的主要一部分,热球式电风速计在实际应用中比较方便,还不用较为复杂地操作,能迅速地放映,即便是在较低的风速中也有着很高的灵敏度,因为这些特点,它才能广泛地应用。对其进行检定主要是依据《检测和校准实验室能力通用》规则,依据相关的量值溯源要求,对风速计进行校准,要在它没有投入使用前进行。在校准结束之后要依据标准器示值,对被校准的检器示值结果进行比对,监测工作的要求是将比对的结果给绘制成正曲线,从而计算出测量的实际值是多少,但现在我国在这方面还没有明确的绘制规范,所以对检定校准方法也是要进行探索的。
一、热球式电风速计概述
热球式电风速计,使用方便可靠,售价低廉。从交付生产以来,即为各方面广泛应用,不但在卫生工作中完全代替了过去的卡它温度计,也是从事采暖通风、空气调节、劳动保护等工作中不可缺少的仪器.至于它的构造原理和性能,由于当时各种条件限制,热球式风速计的原理和热线风速计相似:将测头用电加热,侧头的温升受空气流速的影响,流速加大则温升减小,所以根据温升大小,可以测出气流速度.但它的构造与热线式不同,其主要邵分为一镍铬丝的弹簧圈,用低熔点的玻璃盯弹簧圈包成球状。弹簧圈内有一镍铬一康铜热电偶以测量球的温升程度.这样测头的加热量集中在球部,只要用较小的加热电流既可达到一定的温升。
二、材料和方法
1、材料。在检定校准热球式电风速计时,主要应用两台电子微风仪,其编号分别是L378以及L379,这两太仪器的生产厂家都是天津气象仪器厂,生产年份是2014年,现在要用这两台仪器进行计量检定分析,分析的主要内容是校准证书中的比对数据,采用的比对数据年份为2010年一直2012年这三年的,所用的检定材料就是这些。
2、方法。在准备好相关仪器和相关资料后,要选择检定的方法,依据相关规定,对于校准证书中各项数据进行检定之后,要将这些比对的数据给绘制成修正曲线图,采用的绘制方法主要有两种,其一是以校准证书的原始数据为主要依据,也就是仪器示值以及标准器示值,然后用最小二乘法对结果进行计算,得出直线回归方程,其中被检仪器示值为自变量,然后再依据被检仪器示值对风速的测量值进行计算,这是一个比较传统的检定方法。其二是转换校准证书的原始数据,也就是仪器示值以及标准器示值,具体的转换方法就是将在原始数值的基础上加1,然后再选取自然对数,从而得出的数值就是转换之后的,再用最小二乘法对回归方程对结果进行计算,得出计算结果之后,将其进行逆转换,最终得出修正曲线,风速测量值主要是利用仪器示值计算出来的,这种方法是比较新型的检定方法。要想利用这两种方法的检定结果,去进行修正曲线的绘制,可以将校准正数比对的数据直接带入,从而在这两种方法所绘制出来的修正曲线中显示出来,计算测量值的主要方法是用被检仪器示值来得出,然后让计算出来的最终测量值去比较标准器示值,再依据最后计算出来的实际测量值去比较标准器示值,对比两者的符合程度,对修正曲线优劣情况进行拍判断。为了判断测量值与标准器示值的符合程度,计算测量值对标准器示值的相对偏差,以相对偏差的绝对值来衡量。
三、结果
1、仪器校准证书比对数据及两种方法绘制的修正曲线相对偏差见表1。
2 方法一计算出来的风速测量值,与标准器示值相比,相对偏差非常大,尤其是在风速较低时,测量结果完全畸形,最大偏差达到了 229.87%;利用方法二得出的修正曲线,对测量值的相对偏差给与了很好的控制,最大偏差也只有 13.19%。
四、讨论
热球式电风速计常常用于公共场所、工作场所、室内环境的风速测量,这些场所的风速通常较小,公共场所风速甚至<0.5m/s。利用热球式电风速计开展监测工作时,常常需要根据仪器校准结果绘制修正曲线后,对检测仪器示值修正计算得出测量值,但目前关于如何绘制修正曲线,使用何种方法没有统一的规范,然后直接利用对比结果计算直线回归方程,利用此直线回归方程对仪器测量示值进行修正,计算风速测量值,这此方法应用较广泛,但使用这样的回归方程对测量示值进行修正时,常得到异常数据,在风速较低时计算出来的风速值与实际风速偏差较大,甚至出现风速为负数的情况,在本次所开展的测量结果就体现了这样的情况。为此,利用笔者所使用的方法绘制的修正曲线对测量仪器示值进行修正,得到的结果与上述方法计算得出的风速值与实际风速更加吻合,测量的准确性更好,其优越性在风速较低时特别明显,并且避免出现风速为负值的异常情况。
在风速较大的区段(比如风速>5m/s 時),方法一给出风速测量值与标准器示值更为接近,但是意义不大,因为在实际监测的场所中很少出现那么大的风速,二是在仪器读数表头中,在风速大时,读数误差也相应地增大。热球式电风速计读数表头为近似对数表头。在低风速时读数误差小,在风速较大时仪器读数误差也较大,这也就意味着在风速较大时测量本身误差也比低风速时误差大。因此,利用相对偏差来对测量进行质量控制也是比较妥当的。所以我们认为利用方法二效果更好,校正的结果更能反应实际值,可以应用于热球式电风速计校准并替代方法一。
五、结束语
对热球式电风速计进行检定校准,能有效保证电风速计在实际应用中对风速的测量结果的准确性,在检定校准过程中要选用合适的材料和方法,文中介绍了两种热球式电风速计检定校准的方法,从测量结果中能够得出,两种方法测量出来的值都是有所偏差的,第一种方法的偏差要大一些,还不能对其有效的控制;而第二种方法得出的测量结果偏差则很小,并能对偏差进行有效的控制。所以,在检定校准热球式电风速计时应采用第二种方法,这样能使电风速计能在实际中得到更好的应用,也不会对风速测量有较大影响,从而能发挥出热球式电风速计的实际作用。
参考文献:
[1]黄道雅,吕榜军. 热球式电风速计检定校准的探讨. 疾病监测与控制,2015
[2]冯佩蓉. 热球式电风速计法测定宾馆客房风速的不确定度分析. 安徽预防医学杂志,2010
[3]王秋霞. 热球式电风速计检定中的误差调整. 北京气象,1996
[4]吴兴福,王秀丽. 一种热球式风速计. 万方,2013