附錄6-新型自動氣象(氣候)站靜態(tài)準確度測試方法

1、新型自動氣象（氣候）站功能規(guī)格書附件6：新型自動氣象（氣候）站靜態(tài)準確度測試方法1 測試應具備的條件1.1 靜態(tài)測試的環(huán)境條件如果測試所測數據對氣壓、氣溫、相對濕度有明顯的依賴關系，在進行測量數據的比較或校準時，應在常溫條件下進行測試。被試測品的技術指標應明確規(guī)定。若被試測品的技術指標沒有明確規(guī)定，整機測量性能的靜態(tài)測試應在室內自然環(huán)境條件下進行，其測量結果不考慮環(huán)境條件的影響，但應記錄試驗時的環(huán)境條件。1.2 標準器、標準裝置測試所用標準器、標準裝置應有計量部門的檢定合格證書，并在有效期內。測試前應對所用測試設備進行檢查，主要技術性能應合格。當測量被試測品的系統誤差時，靜態(tài)測試用的標準器或標

2、準裝置所造成的附加誤差不應超過測量結果的1/10；當測量被試測品的隨機誤差時，標準器或標準裝置所造成的附加誤差不應超過測量結果的1/3。標準器、標準裝置和比對標準器的操作、觀測和使用的人員應經過專門訓練并考核合格。為天氣學、氣候學提供統計或分析資料的被試測品，應采用氣象觀測網規(guī)定的同類觀測儀器作為比對標準器。2 被測試品的交接檢查2.1 要求被試測品到達測試現場后，應首先進行交接檢查。交接檢查應由提供被測單位主持進行，測試方提供設備并參加檢查，雙方作詳細記錄，確認被試測品能正常工作時交付測試方。被試測品交付后應由測試方對被試測品進行編號，必要時，對機箱或可調整部位做加封處理。2.2 主要內容和

3、方法2.2.1 包裝情況a) 儀器外包裝箱是否良好；b) 測量包裝箱的外形尺寸和被試測品包裝狀態(tài)的總重量；c) 開箱檢查并觀察箱內墊座有無損傷、固定是否牢靠、取放是否方便。2.2.2 外觀和結構按照被試測品的單位提供的資料進行。2.2.3 成套性按照被試測品的單位提供的資料進行。2.2.4 主要技術性能a)將各部件按其使用說明書連接，使被試測品處于正常工作狀態(tài)；b)接通電源，檢查開關、旋扭、指示燈、顯示器、記錄器等各部件的功能是否正常；c)連續(xù)通電工作30min,觀察儀器是否有過熱現象，有無異常聲響。檢查儀器外殼是否有帶電現象；d)觀察被試測品示值是否和估計值接近及有無異常情況。2.3 評定和

4、處理如發(fā)現異常情況，提供被試測品的單位應負責調整、修理或更換，缺少的文件、部件和備份件等應補齊。3 靜態(tài)測試方法和要求3.1 靜態(tài)測試的一般要求3.1.1 標準器和測試設備標準器，作為計量儀器也必須通過計量檢定才能使用。因而，在靜態(tài)測試時，不能任意確定標準器，標準器必須由上一級計量單位的認可，并且應有相應授權單位的檢定合格證。氣象儀器定型試驗通常采用一等標準器或標準裝置，必須溯源到國家氣象計量站或國家計量科學研究院。在靜態(tài)檢定時，根據被試測品本身的準確度要求，標準器或標準裝置，必須符合附加誤差不超過1/3和1/10的要求。測試設備產生的模擬氣象量值的不穩(wěn)定性，同樣會給測量結果造成附加誤差。在對

5、標準器提出準確度要求的同時，還要對測試設備中模擬氣象條件的穩(wěn)定性、均勻性提出要求。因此，一般要規(guī)定標準器和標準裝置綜合附加誤差的極限，而不能只是規(guī)定標準器本身的準確度等級。3.1.2 選定測試點的方法和要求為了得到被試測品示值修正后的剩余系統誤差，靜態(tài)測試一般應避開原來的檢定點，而重新選取。應遵循以下原則：a) 對于已經有了檢定曲線或給出各檢定點修正值的被試測品，一般應選原來每相鄰兩檢定點的中間點作為測試點。b) 被試測品的基準點（如氣壓的1013.25hPa點，溫度的0點等），測量范圍的上限、下限，無論是否原來的檢定點一般都要作為測試點。c) 若被試測品的特性曲線是非線性的，在曲率較大的部分

6、可適當增加測試點，而在曲率較小的部分則可適當減少測試點。d) 為了在合成整個測量范圍的總誤差時加大經常使用段的“權”，在被試測品整個測量范圍的常用段，如氣壓l050950hPa段，溫度的-1030段，風速015m/s段等，可以適當增加測試點，而對實際觀測時較少使用的測量段，可適當減少測試點。e) 對于某些要求使用前檢定的儀器，當設計方不能提供檢定曲線時，應在靜態(tài)測試前按照第c)條的原則選取檢定點進行檢定，并做出檢定曲線，然后再按上述原則選取測試點進行靜態(tài)測試。3.1.3 確定錄取數據的樣本大小當測量結果為系統誤差時，其不確定度可用式（1）估計： （1）式中：系統誤差的不確定度；測量列的標準偏差

7、；n測量的次數。如果被試測品的標準偏差已知，只要給定測量結果的不確定度，就可求出必要的測量次數n。若測量結果為標準偏差，其不確定度可用式（2）表示： （2）同樣，如果儀器的標準偏差已知，只要給定標準偏差的不確定度，也可以求出測量次數n。在靜態(tài)測試時，通常總是要同時求出測量結果的系統誤差和標準偏差。如果要給出能同時能滿足系統誤差和標準偏差不確定度的樣本大小n，顯然應用式（1）計算。因此，確定樣本大小的計算公式為： （3）式中的值開始是未知的，應根據被試測品的技術條件和歷次測試結果估計。同時還要考慮到測試設備中模擬氣象量的不穩(wěn)定和不均勻性造成的附加誤差，以及標準器測量結果的不確定度，并結合被試測品

8、技術條件的要求，確定測試結果的不確定度，然后再用式（3）計算。在實際操作中，往往要利用最初的測試結果，如第一個測試點的數據進行驗證，必要時進行修正，以最后確定增加或減少測量次數。一般情況下，如果技術條件對被試測品的準確度要求較低，而實測結果可能遠高于被試測品的指標要求，則可適當減少測量次數，反之則應增加。地面氣象儀器通常在整個測量范圍選510個測試點，每個測試點應取得36次測量數據。3.1.4 測試點穩(wěn)定時間的選擇所謂穩(wěn)定時間，是指在靜態(tài)測試時，從測試設備中的模擬氣象量開始穩(wěn)定，到讀數之前的一段使傳感器測量敏感部分與被測量達到充分平衡的時間。在靜態(tài)測試時，當被試傳感器開始進入模擬氣象量或氣象量

9、值有所改變時，要穩(wěn)定適當的時間，才能記錄被試傳感器或儀器的輸出值。在此之前讀數,將會產生較大的誤差，這種誤差不能代表被試測品的真實特性。穩(wěn)定時間,應視傳感器時間常數的大小確定,當不同時間常數的幾種傳感器同時測量時,應以其中最大的時間常數確定穩(wěn)定時間。一般情況下，穩(wěn)定時間應大于時間常數的5倍。在整個穩(wěn)定的時間內,被測量應保持恒定。3.1.5 定點測試的方法 定點測試法的具體步驟是：將被試傳感器置于模擬環(huán)境中，穩(wěn)定適當的時間進行第一次讀數，然后改變被測量值或將傳感器脫離被測條件，使示值改變，并保持適當的時間，再重新進入，再一次穩(wěn)定并平衡后，進行第二次讀數，這樣反復進行，直至達到規(guī)定的樣本大小。3.

10、2 靜態(tài)測試數據處理和評定3.2.1 剔出粗大誤差可疑數據應于剔除：a) 標準器或檢定設備不正常或操作不當時的讀數。b) 模擬環(huán)境條件超出規(guī)定值或穩(wěn)定性不符合要求時的讀數。c) 經校正或補測確認的粗大誤差。d) 萊依達準則或三倍標準偏差（3）準則。3.2.2 標準器附加誤差的處理標準器和測試設備的附加誤差一般采用兩種方法處理，一是放寬對被試測品測量準確度指標的要求。二是從測量結果中去除標準器和測試設備的附加誤差。在氣象儀器試驗中一般采用第二種方法。這兩種方法都要求標準裝置本身的誤差已知。3.2.3 靜態(tài)測試結果的評定在表示被試測品的測量準確度時，通常用誤差的概念，被試測品的技術指標應采用“最大

11、允許誤差”或“允許誤差限”的概念，對被試測品的測量結果則應給出“誤差”或“總誤差”。總誤差區(qū)間（）有任一端超出被試測品技術條件的要求，都應認為其測量準確度不合格。4 傳感器實驗方法4.1 氣溫測量傳感器4.1.1 靜態(tài)測試 4.1.1.1 標準裝置標準裝置應符合1.2的規(guī)定。推薦采用計量一級鉑電阻溫度計。4.1.1.2 技術要求 測試點的選擇和穩(wěn)定時間及錄取數據的具體方法應符合3.1.3的要求。0點必須作為測試點。規(guī)定測試點與實際測試點的偏差應不超過0.1。測試時，應首先確定液體浸潤對其測量結果的影響，并采取必要措施。標準器和被試傳感器都應全浸于溫度槽的液體中。測試中，標準溫度計和被試傳感器所

12、經受的溫度突變都不應大于30，否則應采取預處理或過渡措施。4.1.1.3 測試的方法和程序應首先進行0測試點的測試，然后逐點升溫或降溫可根據具體情況確定，最后必須重復測試0點。可采用循環(huán)測試法也可采用定點測試法進行測試，但標準溫度計的傳感器必須始終置于測試設備恒溫槽的介質中。采用定點測試法時，被試傳感器每次讀數前的溫度改變量應大于5而小于10。4.1.2 測定時間常數4.1.2.1 測試的方法和程序根據溫度t0確定起點溫度t1，使 1520。用公式（4）確定終點溫度t2 （4）式中： 自然對數的底。使傳感器的溫度升高至比t1高510。然后使溫度下降，傳感器的溫度降至t1時開始計時，降至t2時停

13、止計時。所計時間即為時間常數。每個傳感器，在每種規(guī)定的風速條件至少要測量5次，取平均值作為時間常數的測量結果。4.2 濕度測量傳感器4.2.1 靜態(tài)測試4.2.1.1 標準裝置標準裝置通常為分流法或雙壓法標準濕度發(fā)生裝置。也可采用滿足要求的飽和鹽試驗裝置或其它濕度試驗箱。采用飽和鹽試驗裝置時，應按照規(guī)定的方法操作和確定標準濕度值。采用濕度試驗箱時，應由通風干濕表或冷鏡式露點儀提供標準濕度值。4.2.1.2 驗方法和要求按照3.1.2和3.1.3要求選取測試點，確定樣本大小和錄取數據的具體方法。測試前，被試傳感器應進行活化處理，其方法是，在被試傳感器通電工作的情況下，先在高濕條件下保持5min1

14、0min，然后迅速降濕至低濕條件，在低濕條件保持5min10min,再升濕至高濕條件，至少要進行三個循環(huán)。高濕條件通常應大于95%RH但不應有結水，低濕條件應小于20%RH。測試通常采用多循環(huán)試驗法，根據敏感元件的特性可從高濕測試點開始逐點下降也可從低濕點逐點上升，然后按照相反順序再逐點回到原來的測試點。規(guī)定測試點與實際測試點的偏差應不超過±3%RH。從一個測試點到另一個測試點的濕度變化速率不應超過2%RH/min。若被試傳感器的敏感元件帶有防護罩，應按照實際使用的狀態(tài)進行測試。在確定測試點的穩(wěn)定時間時，其時間常數應包括由于防護罩的作用而增加的時間。4.2.2 溫度影響量的測試4.2

15、.2.1 標準裝置采用分流法或雙壓法濕度標準裝置。4.2.2.2 技術要求對于技術指標規(guī)定在0以下使用的被試傳感器。0以下溫度條件應采用其溫度使用范圍下限。若下限溫度達到或低于-30，應增加-10測試點。0以上采用10、30溫度測試點。溫度測試點不應選在-105之間。注：溫度在-105之間，標準裝置的飽和器中往往出現冰水共存的情況，使飽和器輸出的水汽壓不可確定。測試方法應符合第4.2.1.2條的要求，每種溫度條件的測試方法應相同。在進行低溫試驗時，應適當增加測試點的穩(wěn)定時間。必要時，可以在一個測試點上連續(xù)觀察被試傳感器示值的變化情況，以示值穩(wěn)定所需要的時間作為測試點的穩(wěn)定時間。4.2.2.3

16、數據處理和評定每種溫度條件的數據都應單獨處理，按照第4.2.1.3條方法和要求進行。任一溫度條件的靜態(tài)測量誤差不符合技術指標的要求，都應判定為被試傳感器的靜態(tài)測量性能不合格。若被試傳感器技術指標規(guī)定了溫度系數的具體數值，可用公式（5）計算溫度系數Ut： （5）式中： 高溫時的系統誤差； 低溫時的系統誤差； 兩種溫度的平均差值；0以下的溫度系數以-30和-10的測試結果計算，0以上的溫度系數以10和30的測試結果計算。計算溫度系數所用的系統誤差，應是被試傳感器整個測量范圍的結果。若被試傳感器技術指標規(guī)定了總的溫度系數，應以最高和最低溫度測試點測量結果給出。同時提供0以上和0以下溫度條件的溫度系數

17、。0以上和0以下任一溫度段或總的溫度系數不符合技術指標的要求，都應判定為被試傳感器的溫度系數不合格。4.3 地面風測量傳感器4.3.1 風向傳感器起動風速 4.3.1.1 標準器和測試設備風向測量的標準器為圓形刻度盤?？潭缺P的直徑應不小于20cm，刻線應在圓盤的邊沿?？潭缺P的刻度應均勻、準確、明顯，每10°刻有相應的數字，其刻度應為0360°，分辨力應不大于1 。風向傳感器起動風速的試驗應在風洞中進行。所采用的風速測量標準器及其安裝、測量方法應符合第4.3.3.1條的要求?？潭缺P應安裝在風洞試驗段洞體下面，在靠近刻度盤邊沿的地方設置垂線， 垂線對準刻度盤的0（360 ）刻線

18、作為風向0 基準點。 風向傳感器應通過中心軸固定在刻度盤中央，其中心軸應垂直于風洞底平面，兩者連為一體并能同軸轉動。測試時應能固定牢固。4.3.1.2 測試方法和要求a) 靜風時，把風向傳感器轉動至與風向成90 角。緩慢增加風速，當風向傳感器開始轉動時停止增加，待對準風向時，測定風洞內的風速值。b) 分別使風向傳感器置于與風向成15 、45 、315 、345 角，重復第4.3.1.2 a)條的試驗。c) 使風向傳感器底座轉動180 ，重復第4.3.1.2 a)和4.3.1.2 b)條的試驗。在每個位置上至少測量三次。d) 發(fā)現風向傳感器開始轉動，但不能維持至對準風向時，應繼續(xù)增加風速，直至風

19、向傳感器能夠對準風向，起動風速值應以增加風速后的數值為準。e) 若風速增加至被試傳感器規(guī)定起動風速的三倍，風向傳感器仍不能對準風向，應檢查有無卡滯現象。若無卡滯現象，應記錄風向傳感器指向與風向的夾角，起動風速值應以風向傳感器回到這個夾角的最小風速值為準。f) 繼續(xù)增大風速值，直至所配風速傳感器測量范圍上限，每間隔5m/s設一個測試點檢查風向傳感器是否能夠對準風向，以及夾角的大小。g) 若風速增加至風向傳感器技術指標規(guī)定起動風速的三倍，仍不能對準風向，且夾角超過了連續(xù)型傳感器的一個分辨力或間斷型傳感器一個分辨力的一半，應進行動態(tài)偏角測試。4.3.1.3 數據處理和評定以每個角度正反兩個方向每次測

20、量的平均值表示該角度的起動風速值。有一個或一個以上角度的起動風速不符合技術指標的要求，即判定為不合格。若實際的起動風速與技術指標規(guī)定的數值很接近，根據標準裝置的不確定度不能判定是否合格時，應增加測量次數，直至可以95%概率進行合格或不合格判定。4.3.2 風向靜態(tài)測量誤差4.3.2.1 技術要求機械旋轉式風向傳感器按照其輸出分辨力可分為連續(xù)型和間斷型兩種，應采用不同的測試方法。若傳感器的輸出分辨力小于3 應作為連續(xù)型處理,否則為間斷型風向傳感器。風向靜態(tài)測試應在起動風速測試的基礎上進行，采用與起動風速測試相同的標準器和測試設備。4.3.2.2 連續(xù)型風向傳感器a) 調整風向傳感器的底座與刻度盤

21、的相互位置，使刻度盤0º對準垂線時，傳感器輸出為0 ，然后固定好。b) 將風速調整到5m/s，從0 開始，按順時針方向轉動一周，每間隔15 20 取一測試點，記錄標準刻度盤的刻度和被試傳感器的輸出值。c) 按逆時針方向轉動一周重復第4.3.2.2 b)條的試驗。d) 重復第4.3.2.2 b)和4.3.2.2 3)條的試驗，直至每個測試點錄取37次數據。e) 風速增加到10m/s，重復第4.3.2.2 b)4.3.2.2 d)條的試驗。4.3.2.3 間斷型風向傳感器a) 調整風向傳感器的底座與刻度盤的相互位置，使刻度盤0 對準傳感器的零位刻線并固定好。然后使傳感器底座與刻度盤整體轉

22、動至刻度盤0 刻線對準垂線。注：若被試傳感器的零位刻線標明的是風向南（S），調整時零位刻線應與刻度盤180 對齊。b) 調整風速至5m/s，刻度盤從0 開始按順時針方向轉動，待被試傳感器的顯示值開始改變一個分辨力時，記錄刻度盤對應垂線位置的讀數。c) 按順時針方向轉動刻度盤，依次確定被試傳感器每個方位邊界位置刻度盤上的讀數。d) 按逆時針方向轉動刻度盤，依次確定被試傳感器每個方位邊界位置刻度盤上的讀數。e) 連續(xù)進行第4.3.2.3 c)和4.3.2.3 d)條的試驗，直至每個方位邊界位置得到37次讀數值。f) 風速調整至10m/s，重復第4.3.2.3 c)至4.3.2.3 e)條的試驗。

23、4.3.2.4 數據處理和評定a) 連續(xù)型傳感器按照3.2.1方法和要求進行數據處理，按照3.2.3要求評定。b) 間斷型風向傳感器，應以每個方位邊界的標準刻度值分別減去每次測得的實測邊界值，得出差值。仍按照第4.3.2.4 a)條的方法進行數據處理和評定。注1：由于間斷型風向傳感器N方位（或S方位）中心線與刻度盤0 刻線很難調整至重合，可能造成各邊界位置的系統誤差，應特別注意調整不當造成的系統誤差與風向傳感器動態(tài)偏角相區(qū)別。注2：由于連續(xù)型風向傳感器在測量誤差測試時，其動態(tài)偏角已包括在風向系統誤差中，在計算誤差時其系統誤差不應再加動態(tài)偏角的值。c) 對于間斷型傳感器，可以利用各邊界位置的角度

24、平均值，作出被試傳感器每個方位的實際刻度圖形。若發(fā)現被試傳感器各個方位對應的角度范圍不一致，應提出改進建議。4.3.2.5 平均風向若被試傳感器有專用的顯示裝置，并能夠同時或順序顯示瞬時值和平均值，應在錄取瞬時值后緊接著錄取平均值的數據。若為算術平均值，每次都應在規(guī)定的平均時間過后讀數；若為滑動平均值，可在開機后達到規(guī)定的平均時間后隨時讀數。平均風向的測量誤差，用測定整機轉換、計數、顯示或記錄系統的計算或轉換誤差的方法，應特別注意設置風向傳感器過0 時的情況。4.3.3 風速傳感器起動風速4.3.3.1 技術要求對于機械旋轉式風速傳感器應測量其起動風速。標準器和測試設備應符合1.2要求。推薦采

25、用一等標準皮托靜壓管和精密微差壓計。計算風速所用溫度的誤差應不超過±0.2，氣壓誤差應不超過±0.5hPa、濕度誤差應不超過±5%RH。皮托管應安裝在被試傳感器的前上方，其總壓孔對準氣流的來向，距風洞頂部的距離為風洞垂直直徑的1/3，且在風洞體的縱向軸線上，其靜壓孔距被試傳感器感應部分邊沿的風洞水平直徑的1/2。風速傳感器轉動到任何角度，在風洞中垂直于氣流的阻擋面積，都不應大于風洞試驗段橫截面積的5%，否則，應進行阻塞修正。起動風速測量之前應在10m/s的風速條件下轉動10min15min，以使其轉動靈活。風速傳感器應固定在風洞試驗段底面中心，中心軸垂直于底平面。

26、其感應部分轉動時，邊沿和風洞壁的距離應大于10cm。4.3.3.2 測試方法和要求風洞內風速從零緩慢增加至感應部分開始轉動。測量開始并能維持轉動時的最小風速值作為被試傳感器的起動風速值，同時記錄被試傳感器的輸出值。起動風速至少應測量3次，每次都應從靜風開始，重新進行測試。取每次測量起動風速的平均值作為被試傳感器起動風速的測量結果。若實際的起動風速與技術指標規(guī)定的數值很接近，根據標準裝置的不確定度不能判定是否合格時，應增加測量次數，直至可以95%概率進行合格或不合格判定。4.3.4 風速靜態(tài)測量誤差 4.3.4.1 技術要求 風速靜態(tài)測量誤差的測試應在風速傳感器起動風速測試的基礎上進行。按照3.

27、1.2的原則選取測試點，確定樣本大小和測試方法。實際測試點和規(guī)定測試點風速值的偏差不應超過±1m/s。4.3.4.2 測試方法和要求通常采用多循環(huán)測試法，從最小風速測試點開始，逐點增大至最大測試點，然后再逐點下降至最小測試點。同一循環(huán)應連續(xù)作完。對于風速的瞬時值，應在風速穩(wěn)定2min后錄取數據。每次都應錄取微差壓計的讀數和當時的室內溫度、氣壓和濕度值。如果被試傳感器配有輸出裝置并有平均風速值的輸出，可以適當延長每次測試的時間，以錄取被試傳感器平均風速的測量數據。在測量平均風速時，風洞內的風速應保持不變，被試傳感器應按照規(guī)定間隔時間采樣。4.4 氣壓測量傳感器4.4.1 靜態(tài)測試4.4

28、.1.1 標準裝置標準裝置應符合第1.2條的要求，推薦采用下列標準器或標準裝置。4.4.1.2 技術要求靜態(tài)測試應在專用氣壓室內進行，測試時應保持室內溫度穩(wěn)定、均勻，減少空氣的流動和擾動，避免陽光直射到被試測品和標準裝置上；氣壓室附近應避免對測量結果有影響的振動源。對于由彈性材料制做的壓力傳感器，若有較大的遲滯或壓力沖擊作用可能造成材料的殘余變形。應從接近當時自然大氣壓力的測試點開始，然后按順序上升或下降。必要時，壓力控制系統與傳感器之間可串入穩(wěn)定器，以控制壓力變化率不致過大，并使增壓或降壓時壓力變化均勻，無脈動。靜態(tài)測試前，被試氣壓傳感器應與標準器在自然大氣壓力條件下進行比較讀數，比較讀數應

29、不少于6次，間隔10min15min，靜態(tài)測試后還應進行一次比較讀數，兩次比較讀數的的方法應相同。若發(fā)現靜態(tài)測試前、后的系統誤差變量超過被試傳感器技術指標規(guī)定允許誤差限的1/3,應查明原因。4.4.1.3 測試方法和程序按照3.1.2和3.1.3的要求選取測試點和確定樣本大小。1010hPa和被試測品氣壓測量范圍的上限和下限必須選取。測試點的實際氣壓值與規(guī)定值的偏差不應超過±0.5hPa。將被試傳感器放入氣壓箱或與標準裝置的氣路連結，檢查氣壓測試系統連結后的密封性是否符合要求。測試點的穩(wěn)定時間應符合3.4.1要求，但不應少于1min。每個循環(huán)，在每個測試點至少應有兩次升、降不同趨勢的

30、測試數據。在整個測試過程中，改變壓力時的變化速率，應根據被試傳感器的遲滯特性確定，但不應超過10hPa/min。當測試時的壓力變化速率選定后，每兩個測試點間的變化速率應相同。所有測試點完成后，對于由彈性材料制做的壓力傳感器，應進行彈性恢復特性的試驗。先進行測量范圍上限壓力條件，然后進行下限壓力條件的試驗。其方法是：改變壓力至規(guī)定條件并穩(wěn)定1h 2h，然后迅速放氣至自然大氣壓力，立即錄取標準器和被試傳感器的讀數，以后每10min15hin一次，直至差值穩(wěn)定。4.4.2 溫度影響特性的測試4.4.2.1 要求a) 無論被試傳感器技術指標是否規(guī)定了溫度影響特性的要求，都必須進行溫度影響特性測試，以檢

31、查溫度對被試傳感器輸出值的影響。b) 測試溫度由技術指標規(guī)定的傳感器溫度適用范圍確定，一般每隔20取一溫度點，至少要進行0和溫度適用范圍上限和下限值的測試。c) 若技術指標無特殊要求，地面觀測儀器使用的氣壓傳感器，溫度影響特性的測試只在自然大氣壓力條件下進行。d) 若技術指標規(guī)定了被試傳感器在不同壓力條件的溫度影響特性，第4.4.2.1 b)條規(guī)定的每種溫度條件，都應進行不同壓力的測試，各溫度條件的壓力測試點的間隔應不大于50hPa，應在全量程均勻選取。e) 若可以判定不同壓力對被試傳感器的溫度特性有明顯的影響，而技術指標沒有規(guī)定，也應進行第4.4.2.1 d)條規(guī)定的試驗。4.4.2.2 標

32、準裝置氣壓測試應采用靜態(tài)測試的同一標準器；溫度可采用測量誤差不超過±0.2的任何溫度計測量。測定溫度影響特性的設備為溫度-壓力試驗箱或其它恒溫箱。溫度穩(wěn)定時，恒溫箱內的溫度波動不應超過±1，其變化量應連續(xù)記錄。4.4.2.3 測試方法和程序在利用自然壓力條件進行測試時，氣壓標準器和溫度試驗箱應安裝在同一房間內，相距不應超過2m，其測壓基準面與被試傳感器感應部分的高度應相同。測試時的室外風速應小于8m/s。溫度或溫度-壓力試驗箱內應盡量采用空氣的自然循環(huán)使溫度穩(wěn)定、均勻。當箱內必須進行強迫通風時，應在停止通風后5min再進行氣壓讀數。按照第3.3.1條計算或估計每個溫度點的錄

33、取數據的樣本大小。各溫度點錄取數據的樣本大小應相同。測試時，應從最高溫度點開始，然后逐點下降，直至最低溫度點。在進行低于室內自然溫度條件的測試時，若試驗溫度低于室內露點溫度，應使被試傳感器自然升溫或加熱后再取出，以防止被試傳感器結露（霜）。測試時，被試傳感器應與標準器同時讀數。在進行不同氣壓點的測試時，讀數的間隔時間應與靜態(tài)測試相同；采用自然氣壓條件時，每次讀數的間隔時間為10min20min。4.4.2.4 數據處理和評定用以下公式計算被試傳感器的溫度系數： （6）式中： 氣壓傳感器的溫度系數，hPa/； 高溫點被試傳感器的系統誤差，hPa； 低溫點被試傳感器的系統誤差，hPa； 兩個溫度點

34、的平均溫差，。若技術指標有溫度系數的具體要求，以計算得到的溫度系數作為其是否合格的判據。若試驗溫度超過兩個，應以各溫度區(qū)間溫度系數的最大值判斷是否合格。若技術指標沒有溫度影響特性的具體要求，應計算氣壓傳感器的溫度影響量。設被試傳感器規(guī)定的基準溫度為，技術指標要求的溫度適應范圍上限值為，下限值為，溫度系數的平均值為，則溫度影響量以公式（7）、（8）計算： （7） （8）被試傳感器測量范圍上限和下限溫度影響量用和分別表示，應取其中絕對值最大的數作為被試傳感器的溫度影響量。若技術指標沒有規(guī)定被試儀器的基準溫度，采用20作為基準溫度。若被試儀器的最大允許誤差是否合格以各測試點的總誤差進行判定，應以溫度

35、影響量與各測試點系統誤差之和作為各測試點新的系統誤差，重新計算各測試點的總誤差。若被試儀器的最大允許誤差是否合格以全量程的總誤差判定，全量程的總誤差應以各測試點附加溫度影響量后的系統誤差重新進行計算。若進行了不同溫度、不同氣壓測試點的溫度影響量測試，應以所有溫度條件下，各氣壓測試點的差值，采用批統計的方法計算被試傳感器的測量誤差作為是否合格的最終判據。4.5 降水測量傳感器4.5.1 閾值和分辨力測試時被試傳感器應垂直安裝在支架或地面上，承水口應與地面平行，被試傳感器應處于測量狀態(tài)。閾值的測定每次都應在承水口和感應部件處于干燥狀態(tài)時進行；分辨力分別在1mm和9mm的累計雨量基礎上進行。用雨強0

36、.05mm/min緩慢注入承水口，記錄所加水量和被試傳感器的顯示值。閾值和分辨力的測量至少要進行3次，以各次的平均值作為測量結果。固態(tài)降水傳感器的閾值和分辨力應換算為水，并用水進行測量。降水識別器的閾值，采用向傳感器噴水或滴水的方法進行，水滴的大小應符合技術指標的要求。應用實際加入水量給出被試傳感器的閾值和分辨力，同時還應給出被試傳感器的顯示值與實際加入水量的差值。4.5.2 靜態(tài)測量誤差4.5.2.1 標準裝置推薦采用雨量標準球或JJ2雨量檢定裝置。4.5.2.2 測試點和測試方法測試前應檢查雨量傳感器承水口的直徑是否符合技術指標要求，應在成120°的三個方向上進行測量。測試點的選

37、擇和樣本大小推薦：0.1mm翻斗降水或稱重降水采用10mm、30mm，0.1mm翻斗降水采用20mm、60mm。測試用水應采用過濾過的自來水或其他不帶漂浮物PH值中性的水來試驗。每個測試點0.1mm翻斗降水或稱重降水應有1.0mm/min、4.0mm/min兩種降水強度條件的測試結果，0.5mm翻斗降水應有4.0mm/min、10mm/min兩種降水強度條件的測試結果。4.5.2.3 數據處理和評定標準球容量值以公式（9）換算為傳感器的雨量顯示值。 （9）式中：h 雨量，mm；L 容量,mL；D 承水口直徑，cm。注：承水口直徑為15.96cm的雨量計，10mm、30mm雨量對應的容量分別為2

38、00mL、600mL承水口直徑為20cm的雨量計，10mm、30mm雨量對應的標準容量分別為314.16mL、942.48mL，其他承水口直徑雨量器，應按照（9）式換算。兩種降水強度的測試結果有任一種不符合技術指標要求，被試傳感器的靜態(tài)測量誤差都應作不合格處理。4.6 輻射傳感器的測試4.6.1 輻照度測試4.6.1.1 總輻射輻照度測試總輻射的輻照度測試，是在室外總輻照度大于500 W/m2的條件下進行，將標準總輻射表放在室外平臺上，與被校準總輻射表的距離不大于20m；接線柱朝北，清除儀器玻璃罩上的灰塵，調整水平，預熱半小時后開始校準。校準一般在地方時9時至15時之間進行，校準時標準表和被校

39、準表進行同步測量；數據采集開始時間為整點，采集時間56h，采樣間隔2秒鐘，每分鐘采30個數平均值作為該分鐘的輸出值。在測試過程中同時記錄當時環(huán)境溫度，最后給出整個數據采集期間的平均氣溫。根據采集到的標準表輸出的電壓值， 用下式計算標準表測量的時累積值Q（MJ/m2， 修約到小數點后二位）： （10）式中：Vi 標準表第i次測量輸出的電壓值（V）K 標準表的靈敏度（V/（Wm2）按下式計算出被測總輻射表的時累積值的相對誤差值，并作為測試結果。 （11）式中： 被校準表測量的時累積值（由自動氣象站采集器直接讀出）。測試結果處理，當總輻射表的時累積值的相對誤差值小于或等于自動氣象站給定的技術指標時，

40、視為合格。否則應判為不合格。4.6.1.2 直接輻射輻照度測試直接輻射的校準在室外總輻照度大于500 W/m2的條件下進行，將標準直接輻射表安裝在全自動太陽跟蹤器上，放在室外平臺，與被校準直接輻射表的距離不大于20m，清除儀器玻璃片上的灰塵，對準南北方向，調整水平，輻射表對準太陽，預熱半小時后開始校準。校準一般在地方時10時至14時之間進行，校準時標準表和被校準表進行同步測量；采集時間1小時，采樣間隔2秒鐘，每分鐘采30個數平均值作為該分鐘的輸出值。在校準過程中同時記錄當時環(huán)境溫度，最后給出整個數據采集期間的平均氣溫。根據采集到的標準表輸出的電壓值， 用下式計算標準表測量的時累積值I（MJ/m

41、2，修約到小數點后二位）：（12）式中：Vi 標準表第i次測量輸出的電壓值（V）；K 標準表的靈敏度（V/（Wm2）。按下式計算出被測直接輻射表測量的時累積值的相對誤差值 ，并作為測試結果。 （13）式中：被校準表測量的時累積值（由自動氣象站采集器直接讀出）。測試結果處理，當直接輻射表輻照度時累積值的相對誤差值小于或等于自動氣象站給定的技術指標時，視為合格。否則應判為不合格。4.6.2 凈全輻射4.6.2.1 全波輻照度測試應在白天太陽輻射條件下進行。a) 將標準儀器、被測儀器放在室外平臺的特制儀器支架上，一臺標準地球輻射表和一臺標準總輻射表感應面向上水平安裝。一臺標準地球輻射表和一臺標準總輻

42、射表感應面向下安裝，標準儀器接線柱朝北，被測儀器感應頭朝南。電測儀表宜放置室內，若在室外，應避免日光直接照射。b) 將標準儀器、被測儀器的遮光罩取下，與電測儀表連接，檢查儀器輸出值的正負極性、信號大小和穩(wěn)定性是否正常。c) 將被測儀器的薄膜罩充足氣，調整好水平，并在檢定環(huán)境中放置1h以上（電測儀表應預熱0.5h以上），才能進行數據采集。d) 對標準儀器和被測儀器進行同步測量，測量的時間間隔為2秒鐘，每分鐘采30個數的平均值作為該分鐘的輸出值。測量時間為（56）h （在地方時9時至15時之間進行）, 同時記錄下測量期間的平均氣溫。e) 測試數據的處理標準全波輻照度 計算公式如下： （13）式中：

43、 總輻射； 大氣長波輻射； 短波反射輻射； 地面長波輻射。而： （14）式中：V0 標準地球輻射表熱電堆輸出值；K0 標準地球輻射表靈敏度； 發(fā)射率為1； 斯蒂芬波耳茲蔓常數為5.67×10-8 ；T 儀器的絕對溫度。4.6.2.2 長波輻照度測試應在夜間進行,夜間由于短波輻射為零，所以標準長波輻照度 的計算公式： （15）El 的計算見公式（14）。此項測試應在日落后2h和日出前2h之間進行，用向上，向下各一臺標準地球輻射表。其他各項準備工作、數據采集和數據處理等項的具體操作和要求，均與全波靈敏度的檢定方法相同。用下式計算標準表測量的時累積值I（MJ/m2，修約到小數點后二位）：

44、（16）式中： 標準表第i分鐘測量的輻照度（W/m2）。按下式計算出被測凈全輻射表測量的時累積值的相對誤差值，并作為測試結果。 （17）式中： 被校準表測量的時累積值（由自動氣象站采集器直接讀出）。測試結果處理，當凈全輻射表輻照度時累積值的相對誤差值 小于或等于自動氣象站給定的技術指標時，視為合格。否則應判為不合格。4.7 日照傳感器的測試此項內容在野外考核臺站進行。4.8 蒸發(fā)傳感器的測試4.8.1 測試前準備向蒸發(fā)桶內均勻注水，并用測針讀取液面的初始值。4.8.2 測試點選擇蒸發(fā)傳感器的測試點為：1mm、5mm、10mm、20mm、50mm。4.8.3 測試方法測試采用定量汲水法。其方法為

45、：從蒸發(fā)桶中汲取定量的水，計算模擬蒸發(fā)量與蒸發(fā)傳感器輸出的顯示值相對比，得到傳感器測量誤差的結果。4.8.4 數據處理根據蒸發(fā)取水量換算出的高度值與傳感器測量值，計算誤差。4.8.5 測試結果處理測試結果應滿足自動氣象站給定的準確度指標，否則按不合格處理。4.9 能見度測試4.9.1 靜態(tài)測試方法和要求即使很好的透射型能見度儀，由于儀器本身的誤差和大氣粒子散射的不均勻性，其測量誤差也是不可忽略的，即氣象能見度本身沒有計量標準器。其測量準確度的校準通常采用多臺同類或不同類儀器，結合人工觀測進行動態(tài)比對試驗。能見度儀的測量準確度是通過動態(tài)試驗給出的。一般只能作出定性的分析。目前還不能得到精確的校準

46、結果。由于能見度儀都采用光學測量的方法，其靜態(tài)測試通常是指對光學部分的測試和校準。測試的項目有光發(fā)射器的發(fā)光強度和接收器的靈敏度等。4.9.2 觀測方法和要求由于能見度測量儀器都是智能儀器只要按照其說明書的要求正確安裝，并與人同時觀測就可以了。比對試驗的關鍵是如何組織人工觀測，并保證觀測質量。首先必須注意的是，人與人之間觀測能見距離的差異是很大的。目前光學計量部門還沒有視覺感閾的測量標準和相應的測量儀器。需用實際觀測的方法進行考核，應選擇合適的天氣條件組織所有要參加觀測的人員同時進行觀測，以選出合適的觀測員。用光學的方法測量能見度，大氣中不同的反射粒子其回波特性是不同的，不同散射粒子形成的用人

47、工觀測方法相同的能見距離，儀器的測量結果可能有較大的差異。例如，對后向散射型能見度儀的試驗發(fā)現，同一臺儀器，海霧回波在150200m可以使接收器達到飽和狀態(tài)，而在遠離海洋的內地，50m左右的能見度其回波才能使其接收器達到飽和，接收器飽和時，儀器顯示的能見距離不再增加，這就造成了低能見度的測量誤差。對雪、沙塵、霾及其它不同的反射粒子也可能有更大的差異。因此，能見度儀器的動態(tài)比對試驗，應選不同的散射粒子條件分別進行，試驗中對散射粒子的性質和天氣狀況要作嚴格的記錄。由于人工觀測與儀器測量的能見距離，其相對誤差的隨機分布范圍通常很大，必須有大量的數據才能得到統計結果。另外，由于沒有能見度的靜態(tài)測試標準

48、，被試能見度儀的測量性能是否合格，全部依靠動態(tài)試驗的數據。為了提高合格判定的準確性必須增加比對觀測的次數。因此，能見度儀器的比對試驗必須錄取大量的比較數據。通常情況下，要得到某種特性的數據其測量次數要在百次以上。大氣能見度的變化沒有一定的規(guī)律，有時變化很快，12min錄取一組數據就具有獨立性，而有時可能幾個小時也很少變化，過密的錄取數據就沒有意義，必須根據實際情況確定錄取數據的時間間隔，一般為315min，目前都采用的是10分鐘平均值。4.9.3 能見度平均值計算方法在能見度平均值計算時，我們往往會犯一個錯誤，就是簡單的將能見度值進行算術平均，例如有兩個能見度測量值（2KM，8KM），我們會錯

49、誤地認為平均值是5KM（2+8）/2=5），實際上應該為3.2KM（1/2+1/8）/2=5/16，1/5/16=3.2），因為能見度測量的是大氣的散射能力，也叫消光系數，在低層大氣中，大氣消光系數與波長和氣象能見度之間的關系可由經驗公式（18）表示。 （18）式中：與不同波長對應的大氣消光系數； 能見度傳感器所采用的發(fā)光管光波長；V能見距離。4.9.4 能見度測量結果及評定方法對能見度儀測量準確度的評定與其它氣象儀器不同的是必須依據動態(tài)比對試驗的數據。靜態(tài)測量的數據只起參考作用。在進行數據處理時，應先進行以下工作：4.9.4.1 對人工觀測結果的修正將所有的測量結果都統一到白天能見距離上來。

50、夜間用燈光觀測的結果將其分為暗夜、月光、黃昏（拂曉）三種情況，按照地面氣象觀測規(guī)范的要求進行修正。對于三種情況還可以分別給出不同的等級，采用不同的視覺閾值 。然后再由觀測時的記錄，根據最后一個燈光的明暗程度對觀測結果進行數值調整。對于白天能見度的觀測結果，也應根據記錄對當時的目標物亮度、背景亮度及有無陽光等進行修正，對實際的能見距離進行數值調整。被試儀器的觀測結果目前通常只給出氣象光學視程（MOR）。人工觀測的結果也應換算為MOR進行比較。4.9.4.2 計算人為觀測結果的散布在進行能見度的動態(tài)比較時，盡管對觀測員進行了考核和篩選，由于不同觀測員所掌握的“模糊”程度不同和能見度觀測本身的不穩(wěn)定

51、性，人與人之間的誤差是很大的。統計結果表明，人與儀器觀測之間的隨機誤差，通常有三分之一的分量是人與人之間觀測結果的散布造成的。其計算方法是將對每次同時觀測的結果分別求出每兩人之間的差值，然后求取每兩人之間的系統誤差和隨機誤差，一組觀測員觀測的隨機散布用所有觀測員的平均值與每個人之間的差值表示。通常用所有差值的標準偏差表示人為觀測結果的散布。4.9.4.3 計算人工觀測與儀器觀測數據間的相關系數對于能見度的觀測，人與儀器之間往往有較大的系統誤差和隨機誤差，單從其數值上很難分清它們之間的關系，因此，一般要用相關統計的方法，計算人與儀器同時觀測能見度時，其數據間的相關系數。一般認為，相關系數在90%

52、以上，儀器與人的觀測數據就具有可比較性，可以用修正的方法使兩者一致，同時應給出修正系數。如果相關系數在90%以下，則說明被試測品觀測的能見距離是有問題的，即可能有某種原理或計算方法方面的錯誤，必須查明原因。4.9.4.4 計算不同天氣條件誤差的散布不同天氣條件一般指不同的散射粒子條件。不同散射粒子一般要分霧、沙塵、霾、降水、降雪等不同情況，將不同條件下與人的觀測結果進行比較。在進行不同地點的動態(tài)比較時，還應統計相同散射粒子條件時不同地點的統計結果。通過統計可以列出各種分析表格，進一步進行比較，以找出不同條件的差異，從而得到被試測品能見度儀的各種特性，必要時提出進行不同天氣條件修正的建議。在給出

53、人工觀測與儀器觀測的比對結果時，應以多人的平均值作為標準值，求得被試儀器的差值并進行統計。由于能見度測量儀器還處于研究階段，其測量原理和基本概念都是不完善的。因此，對被試能見度儀的測量性能是否合格的評定，不要只憑直觀數據的比較結果就得出結論，應考慮是否可以修正及與人工觀測數據是否相關。只要修正后符合要求，而相關系數在90%以上，就應認為是合格的。4.10 土壤水分傳感器測試4.10.1 標準裝置標準裝置應符合1.2.1條的規(guī)定。推薦采用高精度的土壤水份測量儀在安裝現場進行標定測試或者采用烘干法對比測試。4.10.2 技術要求 測試點的選擇和穩(wěn)定時間及錄取數據的具體方法應符合3.1.3的要求。在

54、空氣中（相當于0%點）和放到純水中（相當于100%點）必須作為測試點。規(guī)定測試點與實際測試點的偏差應不超過5%。測試中，標準土壤水份測量儀和被試傳感器所買埋放的高度要一致，也就是說盡量避免測量環(huán)境帶來的誤差，否則應采取預處理或過渡措施。測試一定要在土壤濕度傳感器跟土壤充分接觸后進行，建議至少有一次降雨過程后進行，但要避免在雨剛過后進行，也不宜在大風干燥的季節(jié)進行，這樣取得的樣本到到達稱重時會失水過多，因為這樣會使環(huán)境誤差加大。4.10.3 測試的方法和程序應首先選擇能代表當地土壤土質的地方安裝傳感器，并使傳感器跟土壤充分接觸。然后用取土鉆取土，用烤箱烘干法進行對比測試或者用標準土壤水份測試儀標

55、定。無論采用哪種測試法，至少要測量兩個不同濕度的點，這個點低點應在萎調濕度附近進行，高點在田間持水量濕度點附近進行。這樣可以降低修正誤差，建議最低測試點不高于10%，最高測試點不低于20%。采用測試對比法重新修正傳感器測量值時，測量過程至少比低于2次，并且，這兩次測量起碼要經過一次天氣過程的變化，（至少間隔7天）也就是說需要讓土壤濕度有兩次周期性的變化，而不是在同一天同一時刻讀取多組數據。4.10.4 測量結果的判定在土壤濕度通過兩次或三次測量對比修正后，應再等下一次天氣過程后，選擇一個低點和一個高點濕度進行測量檢查，注意檢查點濕度值與修正點的濕度值至少差值不小于2%（依據3.1.2的a）條），任意點與標準濕度差絕對值大于規(guī)定要