高原空盒气压表测量结果不确定度评定
空盒气压表和空盒气压计检定规程[1]
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空盒气压表和空盒气压计检定规程1，范围本规程适用于空盒气压表和空盒气压计的首次检定、后续检定和使用中检验（以下简称气压表，气压计）。
2，概述空盒气压表和空盒气压计是用于测量大气压力的仪表。
空盒气压表的工作原理是膜盒受大气压力的弹性形变位移量通过传动转换机构以指针转动量示值将对应气压值读出。
按其测量准确度可分为精密空盒气压表和普通空盒气压表。
而普通空盒气压表按其测量范围可分为常用空盒气压表（800hPa~1060hPa）和高原空盒气压表（500hPa~1060hPa或500hPa~1030hPa）。
空盒气压计的工作原理是将膜盒受大气压力的弹性形变位移量通过传动转换机构用自记笔尖以对应的气压数值在时间气压坐标记录纸上记录形成时间记录曲线，空盒气压计按记录周期分为日记型和周记型两种。
3，计量性能要求气压表和气压计的计量性能要求见表1。
测量范围为800hPa~1060hPa的气压表，经首次检定或后续检定或使用中检验并合格后，精密空盒气压表在使用期间示值经修正后最大允许误差为±，常用空盒气压表其相应的最大允许误差为± hPa，测量范围为500hPa~1060hPa或500hPa~1030hPa的高原空盒气压表其相应的最大允许误差为± hPa，气压计需经常和气压标准器比照使用，其允许误差以表1形式表述。
气压表的附属温度表标度范围为—℃~℃示值误差不得超过±℃并应附有检定证书.4，通用技术要求外观要求气压表和气压计各部件应装配正确牢固，连接可靠。
气压表和气压计的外表应洁净，新出厂的气压表和气压计外表光洁所敷保护层不得有脱落、划痕、锈蚀等缺陷。
铭牌上应有标明仪器名称、型号规格、制造商名称、出厂年份、出厂编号等内容以及制造计量器具许可证CMC标志，并清晰可辨。
气压表的外观还应符合下列要求玻璃面板应透明洁净、不能有气泡、气丝、沙粒、划痕、折射光和其他妨碍读数的缺陷。
标度盘表面应呈浅色、平整洁净，色泽均匀。
压力表示值误差测量结果的不确定度评定
压力表示值误差测量结果的不确定度评定摘要：本文介绍了压力表示值误差测量结果的不确定度评定的方法，包括误差源识别、误差源传递、组合不确定度计算和不确定度的表达方式，阐述了不确定度对于测量结果的重要性和应用场景，为实际测量应用提供参考。
关键词：压力表示值误差；不确定度评定；误差源识别；误差源传递；组合不确定度计算；不确定度的表达方式一、概述压力作为工程领域中常见的物理量之一，其测量结果的准确度对于工程设计和运行具有重要影响。
然而，实际测量中由于测量仪器和环境的影响，测量结果往往存在误差，因此需要对测量结果进行不确定度评定，以确定其准确性和可靠性。
不确定度是指测量结果和真实值之间的差异，是一个量化测量结果准确性的指标。
在实际测量中，不确定度的评定是必不可少的步骤，通常需要考虑多个因素对测量结果的影响，例如测量仪器本身的精度、测量过程中存在的环境因素、测量操作者的技能水平等。
因此，通过对不确定度的评定，可以更好地确定测量结果的准确性和可靠性，并为后续的工程设计和运行提供可靠的数据支持。
二、误差源识别误差源是指产生测量结果误差的各种因素，包括测量设备本身的精度和漂移、测量环境的影响、测量过程中的人为因素等。
针对压力表示值误差的测量结果，误差源主要包括以下几个方面：1. 测量设备的精度误差测量仪器本身存在的精度误差是产生测量结果误差的主要因素之一。
在实际测量中，需要确定测量设备的精度范围，并进行精度校准。
例如，对于数字压力表，可以使用标准压力源进行校准，并确定其精度范围和误差。
2. 测量环境的影响测量环境的温度、湿度和压力等因素会对测量结果产生影响，因此需要对测量环境进行控制和校准。
例如，在测量压力时，需要考虑大气压力的影响，并进行相关校准操作。
3. 测量操作者的技能水平测量操作者的技能水平对于测量结果的准确性和可靠性也存在一定的影响。
因此，在进行测量时，需要对操作者进行培训和考核，并确保其技能水平符合要求。
空盒气压表示值检定的不确定度评定
第9期张晓航·空盒气压表示值检定的不确定度评定33表1空盒气压表重复性测量结果Table 1 Repeatability measurement results of empty barometer标准值／hPa 960. 0 990. 0 1010. 0 1030. 0 1050. 0上行程1/hPa下行程1/hPa上行程2/hPa下行程2/hPa上行程3/hPa下行程3/hPa960.6 960. 7 990. 2 990. 7 1010. 4 1010. 9 1030. 1 1030. 9 1050. 31050. 8( 100～1200) hPa.a 的数字式气压计进行示值检定。
检定的环境温度为21.0℃，所使用的标准温度计在全量程的最大允许误差为±03℃。
1.2示值检定的检定方法空盒气压表在进行示值检定前，应先经温度系数检定。
示值检定前，气压表温度须与室温达到平衡，且空盒气压表的示值应调整到经温度系数修正后与标准值相同，即960.4 960. 3 960. 1 960. 2 990.0 990. 1 990. 0 990. 1 1010. 2 1010. 4 1010. 0 1010. 4 1030. 1 1030. 4 1030. 0 1030. 3 1050. 11050. 31050. 11050. 71.4测量不确定度的评定方法用GUM法评定测量不确定度的一般流程为：①分析不确定度来源和建立测量模型；②评定标准不确定度；③计算合成标准不确定度；④确定扩展不确定度；⑤报告测量结果［2］。
2不确定度来源1 ）被测空盒气压表示值重复性引起的不确定度分量U 1P .，曹＋Kt t = P&( 1)(p 表）。
式（1 ）中：P 标一一该温度下气压标准器标准值（经示值修正后），hPa。
P 表一－i亥温度下空盒气压表示值，hPa。
K ，－温度系数，hPa/℃ot 一一标准温度计的温度值，℃。
高原空盒气压表测量结果不确定度评定_吴勇
不确定度分量如下：
1 ×0.01
u1.4= 10
≈0.001hPa
（4）
姨3
其估算可靠性约为 25%，自由度
（下转第 88 页）
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青海气象
气候评价
2 主要天气气候事件及其影响
春 季 青 海 省 出 现 的 主 要 天 气 气 候 事 件 有 ：3 月 中旬大部地区出现倒春寒天气； 青南少数地区出现 轻～中度雪灾；东部农业区、环青海湖地区及玉树南 部发生春季干旱；5 月 8-9 日， 东部农业区大部、环 青海湖部分地区、柴达木盆地部分地区共 19 站出现 第 一 场 透 雨 ；5 月 8 日 治 多 县 、9 日 河 南 县 、23 日 玉 树县分别出现雷电灾害；5 月 26 日贵德县出现冰雹 灾害；5 月 28 日河南县出现山体滑坡。 2.1 倒春寒天气
值重复性标准偏差中已包含了读数误差。 所以只有 4 项。
利用公式计算公式：
uc= 姨u21.1+u21.2+u21.3+u21.5 ≈0.6hPa
（6）
10 扩展不确定度
包含因子 K 取 2，则扩展不确定度 U=Kuc=1.2hPa
11 测量不确定度报告
本文检定空盒气压表得出测量结果不确定度为
U=1.2hPa（k=2）。
ν1.4=
1 2
×（25%）-2=8。
8.2.4 标准器不确定度分量 u1.5 数 字 压 力 计 最 大 允 许 误 差 为 ±0.01FS， 服 从 均 匀
空盒气压表示值误差的不确定度评定实例
ｕ ｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｅ ｒ ｏ ｉ ｄ ｂ ａ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ．
空盒 气 压 表 示 值 误 差 的不 确 定度 评 定 实 例
李 昕娣 ， 陈武 框
（ 广 东 省 大 气 探 测 技 术 中心 ， 广州 ５ １ ０ ０ ８ ０ ）
摘 要 ： 空 盒 气压 表 是测 量 大 气 压 力 的 常规仪 器 ， 广 泛地 应 用 于 气象 、 航 空、 企 业 和科 研 等 领
数（ ｈ Ｐ ａ ／ ℃） ； ｔ 为 检 定 空 盒 气 压 表 时 检 定 箱 内 的
温度 （ ℃） 。
１ 测 量 方法 及 数 学模 型
空 盒气 压表 的示 值检 定采 用直 接 比较法 。将
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — １ １ － ２ ６ ．
作者简介 ： 李 昕娣（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 女， 硕士 ， 工程师． 主 要 从 事 气 象 仪 器 计 量 检 定 工 作
一 ０ ．２ ． １ ２ ｈ Ｐａ， ，
一
４２
其估 算可 靠性 约为 ２ ０ ， 故 自由度 ：
１
。 一 一
的条件 下 ， 按 照检 定 规 程 要 求做 １ ０ ５ ０ 、 １ ０ １ ０ 、 ９ ６ ０ 、 ９ １ ０ 、 ８ ６ ０ ｈ Ｐ ａ 的去程 和回程 共 １ Ｏ个检定点 的重复性
Ｅｘｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｕｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ ｉ ｎ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｊ Ｊ Ｇ２ ７ ２ — ２ ０ ０ ７ Ａｎ ｅ ｒ ｏ ｉ ｄ Ｂａ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ａｎ ｅ ｒ ｏ ｉ ｄ Ｂａ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ， ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＤＹＭ３ ａ ｎ ｅ ｒ ｏ ｉ ｄ ｂ ａ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ａ ｎ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｓ ｕ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｓ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ
空盒气压表示值误差测量结果不确定度评定
空盒气压表示值误差测量结果不确定度评定作者：于晓白来源：《品牌与标准化》2014年第08期1 概述（1）测量依据：依据JJG272—2007《空盒气压表和空盒气压计》检定规程。
（2）环境条件：温度波动不大于1.0℃。
（3）计量标准：数字压力控制器，测量范围200kPa，其最大允许误差为：±0.01%。
（4）被测对象：空盒气压表，测量范围（800～1060）hPa、（500～1060）hPa。
（5）测量方法：将空盒气压表放入一个密闭的容器内，通过数字压力控制器对其控制，升压和降压逐点进行比较测量。
2 数学模型2.1数学模型[δ被=P被-P标] （1）或[P被=P标+δ被] （2）式中：[δ被]—被检表示值误差；[P被]—检定点上被检表示值；[P标]—数字压力控制器产生的标准压力值。
δ被包含了该表的示值基本误差及各种条件影响的附加误差，如所谓的“标准环境条件”的微小变化的附加影响。
例如环境温度对被检表的影响、指针示值的估读不准确等。
除检定准确性外，其余误差来源（不确定度贡献）应独立不相关地分析出来，逐项计算（估算）其贡献。
按此分析，可将式（2）展开：[P被][=P标+δ被+ΔP评估=P标+δ被+θR] （3）式中：[θ]—被检表分度值；[R]—被检表估读分辨率量；式（3）为本分析的数学模型。
2.2不确定度传播律[uc2][=u12+u22+u32]2.3计算灵敏系数求式（3）对各误差来源量的偏导得出各项的传播系数：[∂P被/∂P标=1]；[∂P被/∂δ被=1]；[∂P被/∂R=1]θ3 标准不确定度的评定测量对象为测量范围（800～1060）hPa，分度值为1hPa的空盒气压表。
在其示值检定中用误差最大点的数据1060hPa进行分析计算。
3.1[P标]项由标准压力计引入的来源，属B类，准确度级别为0.01级，服从均匀分布，故：[u1=∂P被∂P标×0.01%×20003]=0.12hPa3.2[δ被]项该项来源可从重复性中算得：对被检表在1060hPa点上重复测量10次得1060.2、，1060.2，1060.2，1060.2，1060.2，1060.1，1060.2，1060.1，1060.2，1060.2。
一般压力表测量结果的不确定度评定
袁 １测 量结 果
次 号 示 值 （ Ｍ Ｐ １ １０ ０ １
．
Ｕ ｃ ＝ 、 ／ ｕ ｌ ＋ ｕ ２ ＋ ｕ ４ ＝ ０ ． ０ ０ ５ ０ Ｍ Ｐ ａ
５ 扩 展标 准 不确 定 度 按 简 易法 进 行 评 定 ， 置 信概 率 取 ９ ５ ％， 取Ｋ ＝ ２ ， 则本 次 计 算 的 扩 展 不 确定 度 为 ：
１ ． ４ 标准 器 具 的信 息 使 用测 量 范 围为 （ ０ － １ ． ６ ） Ｍ Ｐ ａ 、 ０ ． ２ ５级 的精 密 压 力表 作 为 测量 标
准器具 ， 最大允许误差为： ｔ Ｏ ． Ｏ ０ ４ Ｍ Ｐ ａ ， 其允差符合量传 比 Ａ ￣Ａ ＜ ／ ４的
要求。 １ ． ５ 环境 条 件
２
３
４
５
６
７
８
９
１ Ｏ
ｕ ＝ｋ ｘｕ ＝２ ｘ０ ． ０ ０２ ５ Ｍ Ｐａ ＝ ０． ００ ５ ０ＭＰａ
ａ）
１ ．∞ １ ｌ ＿ ０ ０ Ｏ １ ． ｏ ０ １ １ ． ０ ０ ０ ０ ． ９ ９ ９ １ ． ０ ０ ０ １ ． ０ ０ ０ ｉ ． ０ ０ ０ １ ． ０ ０ １
标 准器 具引入 的分 量
均匀
Ｏ ． ０ ０ １ ２ ０
式 中： Ａｐ为示值误差 ； ｐ为被测一般压力表标称示 值 ； ｐ 。 为精
密压 力 表 的显 示 的标 准 示值 。
灵 敏 系数 ：
Ｃ ｌ ＝ｏ Ａｒ ， ／ ０ ｐ ＝ｌ ｃ ２ ＝３ Ａｐ ／ ０ ｐ ｏ ＝一１
３ ． ５ 合成 标 准不 确 定 度分 量 明 细 （ 见表 ２ ） 表 ２ 合成 标 准 不确 定 度分 量 明 细
空盒气压表示值修正值的不确定度评定1
表1 升压 （hPa） 降压 （hPa）
测量数据 1009.8 1010.0 1009.6 1009.6 1009.4 1009.4 1009.2 1009.2 1009.4 1009.2
1010.0
1009.8
1009.6
1009.6
u( p表降1 ) 0.2 / 3 0.115hPa
（2） 降压行程空盒气压表测重复性引入的不确定度分 项 u ( p表降2 ) 按四、4.（2）方法计算可得到：
u( p表降2 ) s( p) 0.283hPa
（3）由降压行程空盒气压表气压示值 p表降 引入的标 准不确定度分量 u ( p表降 ) 由于 u ( p表降1 ) 和 u ( p表降2 ) 互不相关，故输入量 p表降 的标准不确定度为
p
[ p标升 ( p表升 K t t升 )] [ p标降 ( p表降 K t t降 )] 2
上式可表示为
误差的模即为半宽：
4.输入量 p表升 引入的不确定度分量 u ( p表升 ) （1） 升压行程被检空盒气压表估读误差引入的不确定 度分项 u ( p表升1 ) 空盒气压表的最小分度值为 2hPa，估计人为估读误差 为± 0.2hPa，半宽 为 0.2hPa，通常认为在区间内服从矩形 分布， k
u ( p标降 ) 均由标准气压仪测量误差引起，两者之间存在较
强的正相关， 取相关系数 r=1， 得到标准不确定度 u ( p标 ) 为
量得到测量列，计算标准偏差。 在检定点 1010hPa 连续重复测量 10 次得到的测量数据 如表 1 所示。
u( p标 ) u 2 ( p标升 ) u 2 ( p标降 ) 2u( p标升 ) u( p标降 )
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厂 厂—一 — —
００ ６ Ｐ ． ｈａ ０
（） ５
其 估算 可靠 ， 自由度 １ 。。 ， 。
９ 合成 标准 不确 定 度
、∑（ ｐ ／ ｐ） １ｚ －
Ｕ ＩＩ － － ￣
．
９１ 标 准不 确定度 分 量表 ． （） ２
上 ＝＝＿ Ｏ１ ５ Ｐ ＿＝ ．２ ｈ ａ
７ 数 学模型
ＡＰ ｐ Ｐ ＝ —。 （） １
ＪＦ ０９ １９ 《 量 不 确 定 度 评 定 与 表 示 》 Ｊ １５ — ９９ 测 、 ＪＧ ７— ０ ７空 盒气压 表和空 盒气压 计》 Ｊ ２２ ２０ ￣ 。
３ 检 定时环 境条 件
（ ）式 中 ： １ Ｐ为标 准 气 压 值 ；０ 被检 气 压 值 ； Ｐ为 △Ｐ为被检 气压仪 器示值 误 差 。
输 入 量 Ｐ 的标 准不 确定 度分 量 １ ０ １ ¨ 输 入 量 Ｐ 的 标 准 不 确 定 度 来 源 主要 是 被 检 仪
器 的测量 重复 性 ， 以通 过连 续 测量 得 到测 量 列 ． 可 故 采用 Ａ类不 确定 度方 法评 定 。
ｕ。
．
・
不确 定度 分量 如 下 ：
数 字 压 力计 最 大允 许 误 差 为± ．１Ｓ 服从 均匀 ０ＯＦ ．
分布 ， 不确 定度 分量 如 下 ： ｕ：
Ｖ ３
利 用 贝塞 尔 公 式 得 到 各 检 定 点 实 验 标 准 偏 差 分 别 为 ：５ Ｐ 、 ｈ ａＯ ｈ ａ Ｓ Ｐ 、． Ｐ 、５ Ｐ 、 ０ ｈ ａ０ Ｐ 、Ｏ Ｐ ， ｈ ａ ０ ａ０ ｈ ａ ． ５ ． Ｏ ０ｈ
５ 测 量标准 、 要配套 设备主 要技 术指标 主
数 字压 力 计 （ ２ ～ ０ ０ ｈ ａ １ ５ １ ２ ）Ｐ 、最 大 允 许 误差 ± 限值 等 Ｏ １Ｓ ． Ｆ 。气 压检定 箱 （５ ～ ０ ｈ ａ Ｏ ４ ０ １０ ） Ｐ 。 １
一
７ 一 Ｒ
《 艺 装 技 象备术
４．ｈ 。 ０ Ｐａ
函数 评 定 。其 所 依 据 的信 息 ：权 威 机 构 发 布 的量
值 、 证 参 考 物 质 的量 值 ， 括 校 准 证 书 、 有 包 漂移 、 经 检 定 的 仪 器 准 确 度 等 级 ．以 及人 员 经 验 推 导 的极
８１ Ａ 类 不 确 定 度 评 定 ．
８ 不确 定度评 定
环境 温度 ：２ ± ） 、 境湿度 ： ８％Ｒ 环 境 （Ｏ ５℃ 环 ＜ ￣ ５ Ｈ、
气压 ：被 检空 盒气 压表 在实验 室 中静置 不少 于 ２小
时。
不确定 度评定 按其 方法 分 为 ： Ａ类 不 确 定 度
４ 高原 ：指通过对测量值 的量值用统计 分析方法进
采 用直接 比较 法 首先 将标 准器 与设 备连接 ． 形
国家计 量技 术规 范 ＪＦ ０ ９ ｌ ９ 《 量不 确定 Ｊ １５一 ９９测
度评 定 与表示 》 ， 中 建议 根据 使用 单位 要求 提供 测量 成 大气压 力通 路 。 将标 准器 调至第 一个 检定 点 ． 开始
直 每个 检定 不确 定度 ， 原空 盒气 压表 不确 定度 的合 理 、 学评 运行 设备 ： 至每个 检定 点依 次 检定 完毕 ． 高 科
＠ 青 气 海象
乏装技 《 象备 术
高原空盒气压表测 量结果不确定度评定
吴 勇 曹 晓 霞 吴 静２
（． １ 青海省 大气探测技 术保 障 中心 ， 青海 西宁
８０ ０ ；． 市气象局 ， １０ １２吉林 吉林 １２ １ ） ３ ０３
摘 要 ：高原 空 盒 气压 表 是 气 压测 量 较 为 常 用的 仪 器之 一 ，使 用 比较 广 泛 ，根 据 国家计 量 技 术 规 范
青 气 ＠ 海象
＿ Ｏ １ ＝ ｘ ． Ｏ Ｉ
：
００ １Ｐ ． ｈａ ０
、／３
（） ４
本 文 以一 台 高 原 空 盒 气 压 表 为 例 分 度 值 为 ０１Ｐ ， ． ａ 在环 境 温度 （０ ５ ℃条 件 下 进行 检 定 。 ｈ ２￣ ） 因此
其 估算 可靠 性 约为 ２ ％． ５ 自由度
定 ．对量 值传 递结 果 的准确 性和 仪器 在使 用 中加 以 点读 取箱 体 内被检 仪器 被测 量之 值 。通过 比较 标准 修正 等有 着重要 意 义与影 响 。
２ 不 确定度 评定 依据
器测 量值 Ｐ 与被 检仪 器测 量值 Ｐ之差值 ， ｎ 为该 仪器
在该 检定 点 的示 值误 差
１ ｖ １４ ＝
＿ （ ５ ＿ ８ × ２ ％） ＝ 。 ２
以各 检定 点 的测量 重 复 性来 估 算 不确 定 度 。各 点 连 ８ ． 标 准器不 确 定度 分量 Ｕ ．４ ２ ”
续 测 量 ｌ 次 ，得 到 测 量 平 均 值 ：５ ． Ｐ 、 ０ ８０５ ａ ｈ
８ ０ ５ Ｐａ ５ ｈ ７０ ． ｈＰａ ５ ｈ ６０ ． ｈＰａ、 ０ ． ｈ ７ ０ ０ Ｐａ ０５ ６ ０ ０ Ｐａ ０５ ５ ０． Ｐａ ５ ０ｈ 。
行评 定 的分 量 ． 实 验 标 准 方 差 表 征 Ｂ类 不 确定 用
被 测仪 器为 Ｄ Ｍ３ １型高原 空盒气 压表 ．量程 度 评 定 ：指 通 过 与 Ａ类 评 定 不 同 的 其 他 方法 进 行 Ｙ —
范 围 （９ ～ ０ ０ ｈ ａ 整 ｌｈ ａ点 示 值误 差 不 超 过 ± 评 定 的分 量 ．也 根 据 经 验 或 其 他 信 息 的概 率 密 度 ４ ０ １２ ）Ｐ ， Ｏ Ｐ
Ｊ １５— １９《 Ｊ ０９ ９９测量不确定度评定与表示》 本文对该类型仪器测量结果不确定度进行 了评定， Ｆ ， 为省级高原空 盒气压表的计量检定工作 中 推行使用不确定度评定方法提供参考。
关键词 ： 空盒 气压表 ； 不确定度 ； 定 评
１ 引言
６ 高原 空盒气 压表 检定 方法