气象用玻璃液体温度表检定系统的研究与实现

胡 帆，刘 颖，周红根，杨恒祥，沈 瑱，张 正

(1.江苏省气象探测中心，南京 210041；2.黑龙江省气象数据中心，哈尔滨150030)

0 引言

为满足对玻璃液体温度表检定数据录入、处理和打印的需求，减轻玻璃液体温度表检定的人工劳动强度，提高温度表检定的工作效率和检定准确率[1]，文章研发了在Windows操作系统下的气象用玻璃液体温度表检定系统。该系统完全符合JJG 207-92《气象用玻璃液体温度表检定规程》的各项要求。系统建成后，在实际工作中进行了运用，工作效率明显提高。

1 研究的内容和系统的实现

1.1 研究的内容

为实现高效率的温度表检定，使检定更准确和快捷，开发气象用玻璃液体温度表检定系统。研究内容包括以下4个方面：

1)在Windows操作系统下设计便利的操作界面[2]，方便检定员录入玻璃液体温度表的原始检定数据；

2)研究准确、高效的温度表检定算法，根据检定数据判断温度表是否合格，给出合格温度表在每一个温度表示值点的修正值和不同修正值所适用的温度示值区间；

3)设计合理的数据存储方式，存储检定数据和检定结果，方便检定人员按照检定日期、温度表类别以及温度表的表号等进行查询、统计和修改；

4)根据中心计量站的检定证书格式，制作检定证书打印系统。

1.2 系统的实现

气象用玻璃液体温度表检定系统前台采用VC++面向对象的编程技术[3]，后台采用EXCEL文件存储检定数据和结果。该系统由参数设定程序、数据录入程序、数据计算程序、数据查询及修改程序、检定结果存储和打印程序等组成。该系统技术先进、响应快捷、运转高效。气象用玻璃液体温度表检定系统组成框图如图1所示。

图1 气象用玻璃液体温度表检定系统组成框图

首先进入系统进行参数设定，然后进行检定数据录入，由系统根据不同分度的温度表按照不同的算法进行计算，判断是否合格。若合格，给出合格温度表的整10 ℃点修正值和修正值适用的示值区间，计算结果既可以保存到数据文件夹，也可以根据需要进行打印。

1.2.1 参数设定程序

参数设定程序如图2所示。

图2 参数设定程序流程图

参数设定程序由保存不同类型的温度标准表在不同温度检定点上的修正值的数据文件、被检定的温度表的示值误差范围和相邻点示值误差范围设定、所有检定点以及每个检定点上标准表的修正值等组成。

目前，已经有8种类型的温度表供选择，还可以根据需要进行添加。当检定温度表时，输入温度表的编号和检定员的信息后，必须首先确认并选择是何种类型的温度表，然后电脑界面上会给出标准表在各个整10 ℃点上的修正值、检定的最低和最高温度点，以及示值误差和相邻示值误差的最大允许值。由使用者在参数设定界面上选择检定日期以及有效期，完成参数设定。这些设置保存在配置文件内，可以根据需要进行修改。

1.2.2 数据录入程序

该程序用于录入温度表检定的原始数据和标准温度表在每个检定点的修正值，最多一次性可录11支温度表的检定数据。

在电脑界面上点击“数据录入”，即进入数据录入的界面。首先填入此次需要检定的温度表总数和每一支温度表的号码。然后从最低的温度检定点开始添加检定数据，在界面下部的数据框中从左至右依次输入该检定点上的标准表和被检表的示值读数以及标准表的表号，添加完成后点击“添加数据”，接着输入该检定点的另一次读数，每个检定点需要输入2次读数以便于计算平均值。所有检定点的数据输入全部完成后，点击“录入完成”，即可进入数据计算结果界面。

1.2.3 数据计算程序

数据计算程序如图3所示。

图3 数据计算程序流程图

该软件根据不同类型温度表的最小分度值不同，将温度表分为0.2和0.5分度温度表。其中干湿球温度表、通风干湿表、直管地中温度表的最小分度值为0.2 ℃，其余温度表的最小分度值为0.5 ℃。常用温度表的类型与最大允许误差如表1所示。

表1 温度表的类型与最大允许误差 ℃

温度表的示值修正值的计算公式为：

Δ=Tb+Δb-Tj

(1)

式中，Δ—温度表的示值修正值；Tb—标准温度表的偏差读数平均值；Δb—标准温度表的示值修正值；Tj—温度表的偏差读数平均值。Tb和Tj修约到两位小数，充分考虑四舍六入五考虑[3]的原则。温度表的示值修正值用比例内插法求出，即用比例内插法将各整10 ℃点的修正值计算为修正值按0.1 ℃分配的适用示值区间[4，5]。

修正值适用的示值区间的公式为：

t=t1+td

(2)

式中，td=10×d/|X1-X2|，d—示值区间终点修正值(间隔为0.1 ℃的界限在第2位小数的“5”)与前一检定点修正值之差的绝对值；X1—前一检定点的修正值；X2—后一检定点的修正值；t1—前一检定点示值；td—与d对应的适用示值区间终点与前一检定点的差。计算应从低温度点开始，向高温度点方向逐点进行。示值和修正值均取1位小数。计算的结果直接显示在电脑界面上，可以同时显示11只表的示值区间、修正值和判断结果。系统根据检定规程的要求自动判断检定结果是否合格，对于不合格的检定结果显示在计算完成后的页面上。

1.2.4 数据查看及修改程序

该程序的作用是历史数据查询、检定数据修改和检定结果查看等。录入的11只温度表原始数据通过点击屏幕上的“导出”键进行保存。导出的11只温度表的数据存放在EXCEL数据文件内，也可以存放在指定的路径和文件夹中，方便随时查询。如果出现输入数据错误，可以进行修改，修改后再将该文件通过“导入”重新计算，得到正确的检定结果。

1.2.5 数据打印程序

该模块的作用是实现检定结果和检定证书的打印，该系统既可以打印EXCEL数据文件中原始输入的检定数据，也可以打印检定后的证书。

2 结束语

气象用玻璃液体温度表检定系统的研制成功，使得在Windows下能够对气象用玻璃液体温度表检定数据进行处理和打印，完成检定参数设定、数据录入、数据计算、数据查询及修改、检定结果存储和打印等任务，具有广泛的推广价值，对提高服务质量和服务手段具有重要意义。