自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器校準(zhǔn)規(guī)范編制說(shuō)明

《自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器校準(zhǔn)規(guī)范》

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

1.項(xiàng)目來(lái)源

經(jīng)全國(guó)氣象專用計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)委員會(huì)向國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局申報(bào)，由山東省氣象局大

氣探測(cè)技術(shù)保障中心編制本規(guī)范，項(xiàng)目名稱：自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器校準(zhǔn)規(guī)范。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督

管理總局司（局）函（計(jì)量函[2019]42號(hào)）“市場(chǎng)監(jiān)督總局計(jì)量司關(guān)于國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范制定、修

訂及宣貫計(jì)劃有關(guān)事項(xiàng)的通知”中MTC27的7項(xiàng)下達(dá)該規(guī)范的制定任務(wù)。

2.制定本規(guī)范的目的和意義

隨著新型自動(dòng)氣象站（以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)站）不斷增加，目前已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站單軌運(yùn)行，自動(dòng)站的數(shù)

據(jù)質(zhì)量高低將直接影響氣象預(yù)報(bào)、服務(wù)等終端產(chǎn)品的質(zhì)量，直接影響氣象現(xiàn)代化建設(shè)業(yè)務(wù)效益的充

分發(fā)揮。

自動(dòng)站校準(zhǔn)包括傳感器和數(shù)據(jù)采集器（以下簡(jiǎn)稱采集器）兩部分。采集器作為自動(dòng)站的核心設(shè)

備，其通道誤差的大小關(guān)系到各要素傳感器輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度，對(duì)常規(guī)天氣預(yù)報(bào)和精細(xì)化天氣預(yù)

報(bào)影響極大，必須進(jìn)行校準(zhǔn)以確定其性能指標(biāo)是否符合要求。而目前尚無(wú)關(guān)于采集器校準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)

范，采集器校準(zhǔn)工作無(wú)法開展。急需制訂科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)且具有可操作性的校準(zhǔn)規(guī)范，保障自動(dòng)站的正

常運(yùn)行，保證自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的準(zhǔn)確可靠。

3.起草單位

本規(guī)范主要起草單位：山東省氣象局大氣探測(cè)技術(shù)保障中心，參加起草單位：國(guó)家氣象計(jì)量站、

江蘇省無(wú)線電科學(xué)研究所有限公司。

4.起草人及工作分工

本規(guī)范主要起草人員：孫嫣、韓廣魯、楊宗波、任燕、郭瑞寶；參加起草人員：邊澤強(qiáng)、花衛(wèi)

東、徐劍平、王希凱。

起草人員職責(zé)分工：

孫嫣負(fù)責(zé)：

1）負(fù)責(zé)制定規(guī)范的年度工作計(jì)劃、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、方案審定；

2）負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)起草人員及各編寫單位開展規(guī)范研究、編寫等方面工作；

3）主持召開規(guī)范制定工作會(huì)議；

4）主持起草并編制規(guī)范文本。

韓廣魯負(fù)責(zé)：

1）調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)規(guī)范信息，參加規(guī)范技術(shù)方案的制定；

2）參與規(guī)范文本的修改和完善；

3）負(fù)責(zé)與采集器校準(zhǔn)相關(guān)的研究工作。

楊宗波、任燕、郭瑞寶負(fù)責(zé)：

1）負(fù)責(zé)組織采集器校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)及相關(guān)數(shù)據(jù)分析；

2）規(guī)范相關(guān)技術(shù)資料的查詢、分析、研究；

3）參與規(guī)范文本的修改和完善。

邊澤強(qiáng)、花衛(wèi)東負(fù)責(zé)：

1）提出適合本規(guī)范的制定意見建議

2）對(duì)自動(dòng)站采集器的生產(chǎn)、使用和計(jì)量現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研和分析；

3）負(fù)責(zé)規(guī)范內(nèi)容的校正工作；

徐劍平、王希凱負(fù)責(zé)：

1）采集器校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)；

2）采集器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)資料整理。

4.主要工作過(guò)程

（1）前期工作基礎(chǔ)

自動(dòng)氣象站（以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)站）作為一個(gè)整體系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器（以下簡(jiǎn)稱采集器）和傳感器

兩部分組成，其誤差是采集器和傳感器的合成誤差。若采集器通道誤差沒(méi)有校準(zhǔn)，室內(nèi)檢定合格的

傳感器直接安裝使用，會(huì)給整個(gè)自動(dòng)站的探測(cè)數(shù)據(jù)帶來(lái)了很大的不確定性，直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量。山

東省氣象局大探中心自2010年開始，參照部門規(guī)程《自動(dòng)氣象站檢定規(guī)程》（報(bào)批稿）之《自動(dòng)氣

象站數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法（試行）》部分的內(nèi)容，對(duì)全省采集器開展現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，截至2015年底共

校準(zhǔn)采集器約500臺(tái)。為規(guī)范的編制奠定了良好的工作基礎(chǔ)。

2012年，由山東、河南、四川三省聯(lián)合申報(bào)的中國(guó)氣象局重點(diǎn)集成項(xiàng)目《移動(dòng)氣象計(jì)量檢定校

準(zhǔn)核查技術(shù)集成》獲準(zhǔn)立項(xiàng)。編制組主要成員承擔(dān)其中“自動(dòng)氣象站采集器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法”部分的

研究，該項(xiàng)目于2014年3月驗(yàn)收通過(guò)。其主要技術(shù)內(nèi)容已由中國(guó)氣象局業(yè)務(wù)主管部門下發(fā)全國(guó)各省

投入業(yè)務(wù)應(yīng)用。在此項(xiàng)目的研究過(guò)程中編制組的技術(shù)實(shí)力得到很大提高，也為規(guī)范的申報(bào)提供了技

術(shù)支持。

2014年由山東省氣象局大探中心為主持起草的“自動(dòng)氣象站數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法”立項(xiàng)氣

象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，于2016年發(fā)布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)的編寫為團(tuán)隊(duì)提供了采集器校準(zhǔn)預(yù)研究的機(jī)會(huì)。

（2）初稿修改

1）2016年規(guī)范立項(xiàng)后，成立編制組，制定工作計(jì)劃和編制思路。針對(duì)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“自動(dòng)氣

象站數(shù)據(jù)采集器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法”存在的局限性問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

2）存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是受當(dāng)時(shí)的條件限制，采集器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

大多來(lái)自老型號(hào)自動(dòng)站采集器，缺少新型自動(dòng)站類型；二是當(dāng)時(shí)沒(méi)有成熟可靠的信號(hào)發(fā)生器可以使

用，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求難以確定；三是采集器計(jì)量特性本可依據(jù)生產(chǎn)廠家的技術(shù)指標(biāo)確定，但直

到2020年QX/T520-2019《自動(dòng)氣象站》發(fā)布實(shí)施，也沒(méi)有對(duì)采集器的技術(shù)指標(biāo)做出明確規(guī)定。基

于以上原因，我們延遲了規(guī)范的提交時(shí)間。

3）現(xiàn)場(chǎng)試應(yīng)用：為驗(yàn)證此規(guī)范的覆蓋面，編制組又選取了具有代表性3個(gè)區(qū)域站和2個(gè)新型自

動(dòng)站，對(duì)其采集器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，并針對(duì)校準(zhǔn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)初稿的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了進(jìn)一步完

善（校準(zhǔn)材料見附件一、二、三）。

（3）征求意見稿

1）采集器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的確定：2017年QX/T346-2016《自動(dòng)氣象站信號(hào)模擬器》發(fā)布實(shí)施，編

制組用無(wú)錫無(wú)線電研究所有限公司升級(jí)后的JJQ1-B型自動(dòng)氣象站信號(hào)模擬器分別對(duì)華云DZZ5自動(dòng)

站HY3000型采集器和無(wú)錫DZZ4自動(dòng)站W(wǎng)USH-BH型采集器進(jìn)行了校準(zhǔn)（校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見附件五）；2019

年全國(guó)地市級(jí)移動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)配發(fā)到位，用此移動(dòng)系統(tǒng)配備的華云升達(dá)生產(chǎn)的I1Y2000型采集器校驗(yàn)儀

校準(zhǔn)了新型區(qū)域站采集器HY364和WUSH-BH6（RG）型共27臺(tái)（校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見附件六）。結(jié)果表明

該兩款采集器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的軟硬件符合自動(dòng)站采集器校準(zhǔn)要求，其氣象要素模擬信號(hào)技術(shù)指標(biāo)符

合QX/T346-2016關(guān)于氣象要素信號(hào)的性能要求，可以作為采集器校準(zhǔn)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，本規(guī)范參照此

性能指標(biāo)確定了采集器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

2）采集器計(jì)量特性的確定：采集器計(jì)量特性主要包括測(cè)量范圍和最大允許誤差三項(xiàng)。其中測(cè)量

范圍按照“新型自動(dòng)氣象（氣候）站功能需求書（修訂版）”中各氣象要素的測(cè)量范圍給出；最大允

許誤差理論上按不大于各氣象要素綜合誤差三分之一的大原則給出，因?yàn)槌龤鈮?、風(fēng)向等數(shù)字信號(hào)

外，采集器對(duì)溫度的電阻信號(hào)、濕度的電壓信號(hào)等采集本質(zhì)上是一種測(cè)量，可以按標(biāo)準(zhǔn)器和被測(cè)儀

器的測(cè)量邏輯關(guān)系給出，而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度要求就是其最大允許誤差要不大于于被測(cè)儀器的三分

之一。

3）2018年用全國(guó)地市級(jí)移動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)所配采集器校驗(yàn)儀HY-2000對(duì)部分華云和無(wú)錫新型站采

集器進(jìn)行了校準(zhǔn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了本規(guī)范所定采集器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和采集器計(jì)量特性的合理性。

4）基于以上資料，對(duì)采集器和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一步深化研究，完成征求意見稿。

二、編制原則和確定本規(guī)范主要內(nèi)容的依據(jù)

1.編制原則

（1）本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》起草，文中所涉及的計(jì)量術(shù)語(yǔ)

符合JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》的內(nèi)容，不確定度評(píng)定按照J(rèn)JF1059.1-2012《測(cè)量不確

定度評(píng)定與表示》的要求完成。

（2）針對(duì)性原則。自動(dòng)氣象站作為一個(gè)整體系統(tǒng)由采集器和傳感器兩部分組成，其誤差是采集

器和傳感器的合成誤差。采集器因無(wú)正式發(fā)布的計(jì)量技術(shù)規(guī)范支持，一直未能開展采集器校準(zhǔn)工作。

導(dǎo)致室內(nèi)檢定合格的傳感器直接安裝使用，而采集器通道誤差未能校準(zhǔn)，給整個(gè)自動(dòng)站的探測(cè)數(shù)據(jù)

帶來(lái)了很大的不確定性，直接影響數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，本規(guī)范即針對(duì)采集器校準(zhǔn)工作的需求制定。

（3）統(tǒng)一性原則。本規(guī)范制定后，將能統(tǒng)一、規(guī)范國(guó)家級(jí)自動(dòng)站和區(qū)域自動(dòng)站的采集器校準(zhǔn)方

法，使國(guó)家及省級(jí)有關(guān)主管部門和省級(jí)具體業(yè)務(wù)單位做到有章可循，有據(jù)可依，為各省自動(dòng)站采集

器校準(zhǔn)工作提供技術(shù)支持。

(4)廣泛性原則。2010年中國(guó)氣象局為各省配發(fā)二代移動(dòng)計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)，2019年全國(guó)地市級(jí)

移動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)配發(fā)到位，兩系統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備增加了自動(dòng)站信號(hào)模擬器和采集器校驗(yàn)儀作為采集器校

準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器，但因無(wú)自動(dòng)氣象站采集器校準(zhǔn)規(guī)范支持，不能應(yīng)用于自動(dòng)站校準(zhǔn)工作。本規(guī)范在全國(guó)范

圍內(nèi)對(duì)自動(dòng)站采第器校準(zhǔn)工作具有廣泛的通用性。

(5)實(shí)用性原則。本規(guī)范的編制來(lái)源于各省采集器校準(zhǔn)工作需求，規(guī)范完成后即服務(wù)于各省的

自動(dòng)站采集器校準(zhǔn)。因此，既要保證規(guī)范的針對(duì)性和技術(shù)含量，也要保證規(guī)范的實(shí)用可操作性。

2.確定本規(guī)范主要內(nèi)容的依據(jù)

(1)關(guān)于校準(zhǔn)點(diǎn)選擇

采集器各通道校準(zhǔn)點(diǎn)原則上是按照自動(dòng)站各要素測(cè)量范圍的上、下限和中間點(diǎn)選擇的，考慮全

國(guó)各地地理環(huán)境差異，校準(zhǔn)點(diǎn)具體數(shù)值亦可根據(jù)所處的地理位置、海拔高度和氣象要素年絕對(duì)極值

等條件確定，如：西藏地區(qū)氣壓極小值在通用氣壓傳感器測(cè)量范圍之外，其校準(zhǔn)點(diǎn)可按當(dāng)?shù)貥O值選

擇。

(2)關(guān)于環(huán)境條件的選擇

影響檢定、校準(zhǔn)和測(cè)量工作的最大環(huán)境因素有：溫度、相對(duì)濕度、噪音、電磁干擾、氣壓差、

照度、振動(dòng)、電源電壓調(diào)整率、接地電阻等，其中以溫度及相對(duì)濕度最為重要。對(duì)采集器校準(zhǔn)工作

的環(huán)境條件而言，相對(duì)濕度的影響主要表現(xiàn)在對(duì)校準(zhǔn)設(shè)備的侵蝕、生銹等，單次校準(zhǔn)過(guò)程不會(huì)直接

產(chǎn)生誤差，對(duì)不確定度的影響可以忽略不計(jì)。以下主要從溫度對(duì)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

1)環(huán)境條件的選擇理由及其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)(圖表)分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出溫度對(duì)采集器和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源(等同于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器)的影響程度，確定采集器

現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的各環(huán)境條件的適用范圍。

①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

JJQ1型信號(hào)模擬器的使用說(shuō)明書中給出的溫度使用范圍是0℃?30℃,但實(shí)際測(cè)試試用發(fā)現(xiàn)，

在?30℃時(shí)，采集器多個(gè)通道測(cè)試結(jié)果隨溫度變化較大。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變測(cè)試環(huán)境的溫度值，

得到不同要素的測(cè)試誤差，從而得到信號(hào)模擬器工作的推薦溫度范圍。

②實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

以DT50采集器為例，將JJQ1型信號(hào)模擬器與DT50采集器同時(shí)放入調(diào)溫箱內(nèi)，按25℃、0℃、

5℃、10℃、15℃、20℃、30℃順序分別設(shè)定調(diào)溫箱的溫度，每個(gè)溫度點(diǎn)到達(dá)設(shè)定溫度值后再穩(wěn)定4

小時(shí)以上，后使用信號(hào)模擬器軟件讀取各通道測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)，每次只連接一個(gè)要素通道測(cè)試。

待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，每隔1分鐘讀數(shù)一次，每項(xiàng)要素的每個(gè)設(shè)定點(diǎn)讀數(shù)3次。每項(xiàng)要素均設(shè)低、中、高

3個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別得到測(cè)量全程內(nèi)不同階段的測(cè)試誤差。

③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟得到模擬不同環(huán)境溫度下，DT50采集器各通道的測(cè)試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)詳見表1。

表1使用JJQ1型信號(hào)模擬器在不同溫度時(shí)測(cè)試DT50采集器各通道的數(shù)據(jù)

要素測(cè)試溫低中

度CC)

30-50.03-50.04-50.04-0.06-0.07-0.0749.9249.9249.92

25-50.05-50.05-50.05-0.08-0.08-0.0849.9049.9149.91

20-50.05-50.05-50.05-0.07-0.06-0.0649.9249.9249.92

氣溫

15-50.00-50.00-50.00-0.03-0.03-0.0349.9549.9549.95

(℃)

10-50.04-50.04-50.04-0.07-0.07-0.0749.9049.9049.90

5-49.99-49.99-49.99-0.02-0.02-0.0249.9649.9649.96

0-49.96-49.98-49.980.010.020.0249.9849.9949.98

3019.7319.7319.7379.7179.7079.7097.7097.7097.70

2519.7619.7619.7679.7679.7679.7697.7597.7597.75

2019.7719.7719.7779.7879.7879.7897.7897.7897.78

濕度

1519.7819.7819.7879.7979.7979.7997.7997.7997.79

頗D

1019.7819.7819.7879.7779.7779.7797.7797.7797.77

519.8019.8019.8079.8279.8279.8297.8197.8297.82

019.8119.8019.8079.8379.8479.8597.8397.8397.83

30499.93499.93499.93999.89999.89999.901049.871049.871049.87

25499.95499.95499.951000.001000.01999.991049.971049.991049.98

20499.96499.96499.961000.061000.061000.061050.041050.051050.06

氣壓

15499.97499.97499.971000.061000.061000.061050.061050.061050.06

例)

10499.99499.99499.991000.101000.101000.111050.101050.091050.09

5500.00500.00500.001000.231000.231000.231050.221050.221050.22

0500.02500.02500.021000.311000.311000.311050.291050.291050.30

30-50.04-50.04-50.04-0.06-0.06-0.0649.9249.9249.92

25-50.05-50.05-50.05-0.07-0.07-0.0849.9149.9149.91

20-50.03-50.02-50.02-0.05-0.04-0.0449.9449.9449.94

地溫

15-50.01-50.01-50.01-0.03-0.03-0.0349.9549.9549.95

CC)

10-50.04-50.04-50.04-0.07-0.07-0.0749.9049.9049.90

5-49.98-49.98-49.98-0.010.00-0.0349.9549.9549.96

0-49.96-49.94-49.960.020.000.0249.9949.9850.00

309.719.719.71179.67179.67179.67349.67349.67349.67

259.759.759.75179.74179.74179.74349.77349.78349.77

209.769.769.76179.78179.78179.78349.81349.81349.81

風(fēng)向

159.779.779.77179.77179.77179.77349.80349.80349.80

(0)

109.779.779.77179.77179.77179.77349.83349.83349.83

59.799.799.79179.84179.84179.84349.93349.92349.92

09.809.809.80179.85179.86179.86349.96349.96349.96

風(fēng)速300.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

Ws)250.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

200.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

150.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

100.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

50.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

00.490.490.4924.9924.9924.9950.0050.0050.00

309.999.999.9949.9949.9949.9999.9999.9999.99

259.989.989.9849.9749.9949.9899.9799.9799.97

209.979.979.9749.9649.9649.9699.9699.9699.96

蒸發(fā)

159.989.989.9849.9949.9849.9899.9799.9799.97

(nm)

109.989.989.9849.9749.9749.9799.9799.9799.97

59.989.989.9849.9749.9749.9799.9699.9699.96

09.989.989.9849.9749.9749.9799.9699.9699.96

本實(shí)驗(yàn)使用的DT50采集器沒(méi)有輻射通道，同時(shí)經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)總結(jié)，且參考風(fēng)速通道(數(shù)字信號(hào))

測(cè)試結(jié)果得到同為數(shù)字信號(hào)的雨量通道沒(méi)有誤差，所以本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有測(cè)試輻射和南量通道。地溫通道

連接方式為信號(hào)模擬器的溫度輸出線直接連接到DT50采集器的地溫通道，所以這里只有一組地溫?cái)?shù)

據(jù)。

2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①數(shù)據(jù)處理

算出每項(xiàng)要素在每個(gè)測(cè)點(diǎn)的3個(gè)測(cè)試值的算術(shù)平均值x。為了排除信號(hào)模擬器自身的誤差，

選擇每項(xiàng)要素在25℃時(shí)的測(cè)試平均值作為標(biāo)準(zhǔn)，然后用不同環(huán)境溫度時(shí)的平均值減去25℃時(shí)的平均

值得到每個(gè)溫度點(diǎn)與25c點(diǎn)的偏差A(yù)x,數(shù)據(jù)見表2：

表2數(shù)據(jù)處理結(jié)果

測(cè)試溫低中高

要素

度CC)X1AxlX2△x2x3Ax3

30-50.040.01-0.070.0149.920.01

25-50.050.00-0.080.0049.910.00

20-50.050.00-0.060.0249.920.01

氣溫

15-50.000.05-0.030.0549.950.04

(℃)

10-50.040.01-0.070.0149.90-0.01

5-49.990.06-0.020.0649.960.05

0-49.970.080.020.1049.980.07

3019.73-0.0379.70-0.0697.70-0.05

2519.760.0079.760.0097.750.00

濕度

2019.770.0179.780.0297.780.03

(%RH)

1519.780.0279.790.0397.790.04

1019.780.0279.770.0197.770.02

519.800.0479.820.0697.820.07

019.800.0479.840.0897.830.08

30499.93-0.02999.89-0.111049.87-0.11

25499.950.001000.000.001049.980.00

20499.960.011000.060.061050.050.07

氣壓

15499.970.021000.060.061050.060.08

(hPa)

10499.990.041000.100.101050.090.11

5500.000.051000.230.231050.220.24

0500.020.071000.310.311050.290.31

30-50.040.01-0.060.0149.920.01

25-50.050.00-0.070.0049.910.00

20-50.020.03-0.040.0349.940.03

地溫

15-50.010.04-0.030.0449.950.04

(℃)

10-50.040.01-0.070.0049.90-0.01

5-49.980.07-0.010.0649.950.04

0-49.950.100.010.0949.990.08

309.71-0.04179.67-0.07349.67-0.10

259.750.00179.740.00349.770.00

209.760.01179.780.04349.810.04

風(fēng)向

159.770.02179.770.03349.800.03

(°)

109.770.02179.770.03349.830.06

59.790.04179.840.10349.920.15

09.800.05179.860.12349.960.19

300.490.0024.990.0050.000.00

250.490.0024.990.0050.000.00

200.490.0024.990.0050.000.00

風(fēng)速

150.490.0024.990.0050.000.00

(m/s)

100.490.0024.990.0050.000.00

50.490.0024.990.0050.000.00

00.490.0024.990.0050.000.00

309.990.0149.990.0199.990.02

259.980.0049.980.0099.970.00

209.97-0.0149.96-0.0299.96-0.01

蒸發(fā)

159.980.0049.980.0099.970.00

(mm)

109.980.0049.97-0.0199.970.00

59.980.0049.97-0.0199.96-0.01

09.980.0049.97-0.0199.96-0.01

②分析數(shù)據(jù)

風(fēng)速、蒸發(fā)信號(hào)在0℃?30℃時(shí)輸出結(jié)果較穩(wěn)定，即風(fēng)速、蒸發(fā)信號(hào)受溫度變化影響不明顯。

氣溫、地溫兩個(gè)溫度信號(hào)受環(huán)境溫度變化影響明顯，且當(dāng)環(huán)境溫度越低時(shí)，測(cè)試誤差越大；但

在同一環(huán)境溫度點(diǎn)上，低、中、高三個(gè)測(cè)試階段內(nèi)誤差數(shù)值較一致，說(shuō)明溫度通道的誤差斜率為0;

從?30C各個(gè)溫度誤差值比較得出：當(dāng)環(huán)境溫度為15c?28℃時(shí)，溫度要素的測(cè)試誤差絕對(duì)值

小于0.05,溫度要素測(cè)試的推薦環(huán)境溫度為10℃?30℃。

濕度、氣壓、風(fēng)向三個(gè)電壓信號(hào)的要素受環(huán)境溫度變化影響最為明顯，且當(dāng)環(huán)境溫度越低時(shí)，

測(cè)試誤差越大；在同一環(huán)境溫度點(diǎn)上，低、中、高三個(gè)測(cè)試階段內(nèi)誤差數(shù)值由小變大，說(shuō)明溫度通

道的誤差線性度較好；從0℃?30C各個(gè)要素誤差值比較得出：當(dāng)環(huán)境溫度為15℃?28℃時(shí)，電壓

信號(hào)要素的測(cè)試誤差絕對(duì)值小于0.1（25℃?30C之間可使用內(nèi)插法得出各溫度點(diǎn)上的測(cè)試誤差），

所以推薦環(huán)境溫度為15℃?28℃。

③結(jié)論

JJQ1型信號(hào)模擬器測(cè)試DT50采集器的推薦使用環(huán)境溫度為15℃?28℃。若采集器在室外環(huán)境

中工作，其適應(yīng)的環(huán)境條件范圍較大，對(duì)其校準(zhǔn)誤差的大小主要取決于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源未定工作的環(huán)境

條件范圍?？紤]到JJQ1型信號(hào)模擬器的個(gè)例情況，加之其后又有升級(jí)，最終本標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)環(huán)境條件

指標(biāo)溫度引用了《自動(dòng)氣象站信號(hào)模擬器》標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)10℃?30℃。

（3）關(guān)于校準(zhǔn)設(shè)備的計(jì)量性能

1）計(jì)量性能分析及其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析

①數(shù)據(jù)穩(wěn)定性測(cè)試

a.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

以DT50采集器和ZQZ-II型采集器為例，檢測(cè)這兩種采集器每個(gè)通道在使用JJQ1型信號(hào)模擬器

測(cè)試通道誤差時(shí)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。

b.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將JJQ1型信號(hào)模擬器分別與DT50采集器和ZQZ-II型采集器連接，前者使用信號(hào)模擬器軟件讀

取各通道測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試時(shí)，每次只連接一個(gè)要素通道測(cè)試。待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，每隔1分鐘讀數(shù)一次,

每項(xiàng)要素的每個(gè)設(shè)定點(diǎn)讀數(shù)10次。每項(xiàng)要素均設(shè)低、中、高多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，分別得到測(cè)量全程內(nèi)不同

階段的測(cè)試誤差。ZQZ-II型采集器使用采集器顯示面板讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)間間隔同DT50采集器。

DT50采集器沒(méi)有輻射通道，所以本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有測(cè)試輻射通道。地溫通道連接方式為信號(hào)模擬器的

溫度輸出線直接連接到DT50采集器的地溫通道，所以這里只有一組地溫?cái)?shù)據(jù)。ZQZ-II型采集器地

溫通道只選擇了0cm、10cm,40cm>80cm、320cm幾個(gè)層次作為代表。

c.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟得到兩種型號(hào)采集器各通道的穩(wěn)定性測(cè)試數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)詳見表3、表4。

表3使用JJQ1型信號(hào)模擬器校準(zhǔn)DT50采集器數(shù)據(jù)穩(wěn)定性測(cè)試

要素標(biāo)稱值測(cè)試值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差

109.759.759.759.759.759.759.759.759.759.759.750.000

濕度5049.7549.7649.7649.7649.7749.7649.7649.5649.7649.7749.740.063

(WI)8079.7479.7479.7479.7479.7579.7479.7479.7479.7479.7479.740.004

9897.7497.7497.7497.7497.7397.7497.7497.7497.7597.7597.740.005

550549.94549.94549.93549.94549.94549.94549.93549.94549.93549.93549.930.001

氣壓

1000999.99999.99999.98999.98999.99999.97999.97999.96999.96999.96999.980.011

(hPa)

10601059.981059.971059.971059.981059.961059.951059.961059.971059.971059.971059.970.010

109.749.749.749.749.749.749.749.749.749.749.740.000

9089.7489.7289.7289.7289.7189.7089.7089.7089.6989.6989.710.015

風(fēng)向

180179.70179.70179.71179.70179.71179.70179.71179.71179.71179.70179.710.004

(°)

270269.72269.72269.72269.72269.72269.71269.70269.70269.70269.69269.710.010

360359.70359.70359.69359.71359.71359.71359.71359.72359.71359.71359.710.009

10.490.490.490.490.490.490.490.490.490.490.490.000

風(fēng)速55.004.994.995.014.995.014.994.994.994.994.990.007

(m/s)3029.8829.8829.8829.8829.8829.8829.8829.8829.8829.8829.880.004

6059.7759.7659.7859.7959.7959.7759.7759.7859.7959.7759.780.012

-40-40.06-40.07-40.07-40.07-40.07-40.06-40.09-40.09-40.06-40.09-40.070.013

氣溫

0-0.09-0.12-0.09-0.12-0.12-0.13-0.13-0.13-0.13-0.13-0.120.016

(℃)

5049.8549.8649.8649.8549.8949.8549.8949.8649.8649.8649.860.015

-40-40.07-40.06-40.06-40.06-40.05-40.05-40.08-40.06-40.06-40.06-40.060.009

地溫0-0.09-0.09-0.09-0.09-0.09-0.08-0.08-0.1-0.12-0.09-0.090.011

(℃)5049.8649.8849.8849.8849.8949.8749.8849.8849.8849.8949.880.009

7069.8569.8569.8669.8669.8669.8569.8669.8669.8669.8669.860.005

雨量111111111111.00.000

(mni)44444444-1444.00.000

表4使用JJQ1型信號(hào)模擬器校準(zhǔn)ZQZ-II采集器數(shù)據(jù)穩(wěn)定性測(cè)試

要素標(biāo)稱值測(cè)試值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差

302928302830283028302828.90.994

濕度

808181818181818181818181.00.000

(%RH)

989898989898989898989898.00.000

202121212121212121212121.00.000

風(fēng)向909191919191919191919191.00.000

(°)270271271271271271271271271271271271.00.000

340341341341341341341341341341341341.00.000

222222222222.00.000

風(fēng)速1010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.000.000

(m/s)4040.040.040.040.040.040.040.040.040.040.040.000.000

5050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.050.000.000

雨量11.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.000.000

(mm)44.04.04.04.04.04.04.04.04.04.04.000.000

氣壓550550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.000.000

(hPa)10001000.01000.01000.01000.01000.01000.01000.01000.01000.01000.01000.000.000

-50-50.1-50.2-50.1-50.1-50.2-50.2-50.1-50.1-50.2-50.1-50.140.052

氣溫

0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.100.000

(℃)

5049.949.949.949.949.949.949.849.849.949.949.880.042

-50-50.0-50.1-50.0-50.1-50.1-50.0-50.1-50.1-50.2-50.2-50.090.074

地表溫

00.00.0-0.20.00.00.00.0-0.1-0.1-0.1-0.050.071

(℃)

5050.049.949.850.049.950.049.949.950.049.949.930.067

-50-50.0-50.0-50.1-50.1-50.0-50.0-50.1-50.1-50.1-50.1-50.060.052

10cm

00.00.0-0.10.0-0.10.00.0-0.10.00.0-0.030.048

(℃)

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