如何在风向风速自记仪中应用不确定度

与传统的以误差理论表示测量结果相比较,引入测量不确定度应该是测量技术认识进步的标志。不确定度是一个合理表征被测量离散程度的量,用它可以对测量的结果做出综合的评定。它表示的是因测量误差的存在而对被测量不能肯定的程度。对实验具体数据而言,不确定度测量值(近似值)附近的一个范围,测量值与真值之差可能落于其中,不确定度小,测量结果可信赖程度高;不确定度大,测量结果可信赖程度低。用不确定度评定实验结果的误差,其中包含了各种不同的误差来源对结果的影响,而它们又反映了这些误差所服从的分布规律,能更准确地表达测量结果的可靠程度。本文我们主要讨论如何在风向风速自记仪中应用不确定度。

我国气象部门计量校准实验室对温度、湿度、气压、风速等四大要素的不确定度评定大部份采用示值误差的测量不确定度评定。由于测量这四大要素的仪器是多种多样,在评定时,采用各种不同的仪器作为代表的样本,因此,在测量过程中,应用了合并样本标准差作为A类多次重复性测量的标准不确定度,这样就不需要在每次的测量中进行重复性不确定度的评定。风向风速监测仪中，标准风速测量是通过间接测量流体压力———补偿式微差压计水柱高度,进而换算成标准风速。如对风速测量不确定度评定时,标准器相当风速的数值是直接采用公式伯努利方程,即:ΔP=PZ-PJ,ΔP为空气流动的动压力;PZ为总压力;PJ为静压力。风速与流体动压力存在的关系:ΔP=0.5ρV2,式中:ρ为空气密度,kg/m3;V为风速,m/s。从而可以导出计算风速公式:V=(2ΔP/ρ)1/2。根据以上理论,在测量中,标准器相当风速是通过皮托静压管和二等补偿式微差压计测量,依据规程用水柱高度计算相当风速vi=4（H）1/2来实现的。由上述推导公式所得出的相当风速值作为标准风速值。