自动气象站的检验规程.docx
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自动气象站的检验规程.docx
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自动气象站的检验规程
自动气象站的检验规程
LT
最大允许误差:
±0.5℃
最大允许误差:
±0.3℃(基准站)
5.4空气湿度
最大允许误差:
干湿表±4%RH
湿敏电容±4%RH(<80%RH)
±8%RH(≥80%RH)
5.5风速
最大允许误差:
±(0.5+0.03V)m/s(注:
V为风速示值)
启动风速:
≤0.6m/s
5.6雨量
最大允许误差:
降水强度1mm/min时±0.3mm
降水强度4mm/min时±0.4mm
5.7蒸发
最大允许误差:
±1.5%FS(0~50℃)
5.9总辐射
最大允许误差:
±5%(累积值)
5.10直接辐射
最大允许误差:
±2%(累积值)
5.11采集器
最大允许误差:
模拟量:
±1/2分辨率
数字量:
无附加误差
6通用技术要求
6.1自动气象站的采集器、各要素传感器应有编号,字迹清晰、端正。
6.2各传感器外型结构应完好,表面不应有明显的凹迹、外伤、裂缝、变形等现象,表面涂层不应起泡、龟裂和脱落,金属件不应有严重锈蚀及其它机械损伤。
6.2所有测试设备和被检仪器均按其说明书要求进行预热。
6.3采集器各通道工作应正常
7检定条件
7.1标准器
7.1.1气压
7.1.1.1数字式气压仪
测量范围:
500~1100hPa测量不确定度:
0.1hPa
7.1.2温度
7.1.2.1数字式铂电阻温度计
测量范围:
-60~+80℃测量不确定度:
0.06℃
7.1.3湿度
7.1.3.1精密露点仪
测量范围:
10~100%RH测量不确定度:
1%RH
7.1.4降水
7.1.4.1雨量标准球
测量范围:
314.16mL测量不确定度:
0.2mL。
7.1.4.2雨量检测系统
测量范围:
50mL为一满量程,可连续加液至1000ml;
流速范围:
0.05mL/min~150ml/min
不确定度:
0.1%(50mL)
7.1.5蒸发
测量范围:
0~100mm不确定度:
0.04mm
7.1.6风速
7.1.6.1L型皮托静压管
皮托管的K值应在0.99~1.01之间。
皮托管系数的允许误差:
当5~10m/s时,不超过0.04;
当10~25m/s时,不超过0.05;
7.1.6.2数字微压计
测量范围:
0~800Pa
零位回复误差:
±0.3Pa
不确定度:
0.8Pa
7.1.7辐射
7.1.7.1标准总辐射表
测量范围:
0~1400W/m2测量不确定度:
2%FS
7.1.7.2标准直接辐射表
测量范围:
0~1400W/m2测量不确定度:
1%FS
7.1.8采集器
7.1.8.1精度6位半以上多用数字表
电压测量
测量范围:
100.0000mV~1000.00V
不确定度:
±(读数的ppm+量程的ppm)
分辨率:
0.1μV~1mV
电阻测量
测量范围100.0000Ω~1.000000MΩ
准确度:
±(读数的ppm+量程的ppm)
分辨率:
100μΩ~1.0Ω
7.1.9专用标准信号源
7.1.9.1气压:
设定气压点:
500、600、800、900、1000、1020、1050、1100hPa
分辨率0.01hPa
输出量:
数字量输出
最大误差无附加误差
7.1.9.2温度(气温、地温):
设定温度点:
–50、-30、-10、0、+10、+30、+50、+80℃
对应电阻输出值:
80.31、88.22、96.09、100.00、103.90、119.40、130.89℃
最大允许误差:
±0.018Ω(±0.05℃)
7.1.9.3相对湿度:
设定范围:
(5~100)%RH
对应电压输出值(50~1000)mV
分辨率:
1mV(0.1%RH)
最大允许误差:
±1mV(0.1%RH)
7.1.9.4风向:
设定范围:
(0~360)°
对应输出值:
并行七位格雷码
分辨率:
1°
最大允许误差:
无附加误差
7.1.9.5风速:
设定范围:
0~60m/s
对应的频率输出值:
0~600Hz
分辨率:
1Hz(0.1m/s)
最大允许误差:
±1Hz(±0.1m/s)
7.1.9.6雨强:
设定范围:
(0~40)mm/min
对应的脉冲输出数:
(0~40)个脉冲数/分钟
对应的周期数:
1/(0~40)个脉冲数/分钟
分辨率:
1个脉冲数(0.1mm)
最大允许误差:
±1个脉冲数(±0.1mm)
输出量:
数字量输出
最大误差无附加误差
7.2检定设备
7.2.1气压
7.2.1.1气压传感器检定装置
压力调整范围:
(400~1100)hPa;压力点的波动度:
±0.05hPa
7.2.1.2温度系数检定箱
温度调整范围:
-30℃~+30℃;控制精度:
±0.5℃
7.2.2温度
7.2.2.1传感器检定装置(液体槽)
温度调节范围:
(-60~+80)℃(南方:
-30℃~+80℃)
温度波动度:
±0.02℃(-30℃以下:
±0.04℃)
均匀度:
±0.02℃(-30℃以下:
±0.04℃)
7.2.3湿度
7.2.3.1传感器检定装置
湿度调节范围:
(10~95)%RH;工作温度范围:
(-30~+50)℃;
最大允许误差:
±2%RH(-10℃以上);±4%RH(-10℃以下)
7.2.3.2
7.2.4全自动太阳跟踪器
最大跟踪误差:
0.5°/24h
7.2.5回直路低速风洞
风速范围:
(0.1~30)m/s;紊流度:
≤0.5%;工作段流速均匀性:
≤1%;工作段流速均匀性:
≤1%;气流偏角:
≤1°;
7.3环境条件
7.3.1气温5~35℃,湿度不大于90%RH,风速不大于5m/s。
7.3.2在所有项目的检定过程中,要记录下当时的气压、温度、湿度、风速等环境情况。
8.自动气象站各要素传感器实验室检定方法
8.1温度传感器的检定
8.1.1外观检查
检查温度传感器金属外保护管,有否有压痕或裂纹,传感器的标签是否清晰可见,记录下传感器的名称、型号和编号等。
8.1.2功能检查
被检温度传感器(气温和地温)与标准数据采集器连接后上电检查,观察能否有输出,在常温条件下与标准铂电阻温度计进行比较,看两者测量值是否接近。
如发现相差较大,应分析原因,排除故障后再进行正式检定,对故障原因,应做好详细记录。
8.1.3检定时温度点的选择
检定点及顺序:
-50℃、-30℃、-10℃、0℃、+10℃、+30℃、+50℃。
检定点可根据实际使用范围选择,点数不少于5个,间隔不大于30℃
8.1.3.1温度传感器的示值检定
经过外观检查合格的传感器,才能进行示值检定。
检定前根据所设的温度点将槽内灌入相关恒温液体后,将标准数字温度计的传感器、气温和所有地温传感器的头部对齐并捆扎在一起放入恒温槽中,将被检的温度传感器输出连至温湿电子扫描开关,扫描开关的输出连接多路数据采集器,分别打开标准数字温度计、电子扫描开关、标准数据采集器、检定数据处理终端的电源开关,预热30min钟后再开始变温检定。
8.1.4检定方法
按以上温度点及顺序调节槽温,当槽温达到或接近设定温度后稳定1分钟后开始检定。
检定时,每隔30秒钟读取(采集)一次标准值和被测温度传感器的输出电阻值,连续读取(采集)4次。
一个温度检定点检定完毕,紧接着调整下一个温度点,以下各温度检定点的稳定时间、示值读取(采集)次数、读(采集)取数据间隔、数据处理方法完全一致。
8.1.6数据处理
用标准器的4次读数值的平均值,加上该温度点的修正值,作为该检定温度点上的标准值,用被检温度传感器的4次读数值的平均值减去标准值得出该温度点上的测量误差。
用
(1)和
(2)式计算各温度点上温度传感器的测量误差和全温范围下的测量误差的总平均。
(1)(TsΔ+−=Δ4
(2)j=Δ
式中:
—温度传感器在各温度点的测量误差,(℃);iTΔ
4T—温度传感器各温度点上4次测量值平均值,(℃);
4sT—标准器在各温度点上4次测量值平均值,(℃);
tΔ—标准器在该温度点上修正值,(℃);
iTΔ—温度传感器在所有温度点上的测量误差的总平均值,(℃);nTTn
n—检定温度点数
用被检温度传感器在所有温度点测量误差的总平均值,作为基点调整依据。
当温度传感器测量误差总平均值,超出自动气象站温度传感器(气温和地温)测量准确度指标时,应按照自动气象站使用说明书要求,进行基点调整。
经过基点调整后的温度传感器,应在0℃点上进行验证,在该温度点用标准温度计与之比较4次数据,用被测温度传感器4次测量值饿平均值减去标准器4次测量值的平均值,得出的测量误差值应在自动气象站测量准确度允许范围以内为合格。
否则判为不合格(或调整无效),检定记录格式见附录A1。
8.1.7检定结果的处理
检定合格的传感器,发给检定证书。
检定不合格的传感器,发给检定结果通知书。
8.2湿度传感器的检定
8.2.1外观检查
检察温湿传感器的标签是否齐全,是否有清晰的产品名称﹑型号和编号等。
如果是使用过的传感器,检查时应用软毛刷清除传感器头部及过滤帽中的尘土。
8.2.2功能检查
将传感器与标准数据采集器连接,上电检查能否正常工作,主要检查能否显示正常测量数据(与精密露点仪相比),若发现异常,应做好详细记录并进行原因查找修理后再进行检定。
8.2.3湿度传感器示值检定
按照精密露点仪的使用说明书中要求,将温湿传感器头与露点仪相连,检定开始前,先将被检温湿传感器、精密露点仪的温湿传感器,置入到调温调湿箱中等高度上,被检湿度传感器的输出端连到标准数据采集器的相关输入端子上,分别打开调温调湿箱、标准数据采集器、精密露点仪的电源开关,预热半小时后再开始检定。
8.2.4检定湿度点的选择
湿度检定点及顺序为30%、40%、55%、75%、95%RH。
8.2.5检定方法
按8.2.4条规定的湿度检定点调整箱内湿度,其顺序为先低湿逐点到高湿,再从高湿点逐点降至低湿点(一次循环检定)。
在调湿过程中,必须保持整个过程的变化趋势。
即在降湿的整个过程中,不能有升湿趋势。
相反,在升湿过程中,不能有降湿趋势。
每个湿度检定点调整完毕,应有5分钟的稳定时间后才能开始检定。
检定时,同时读取湿度传感器的输出值和精密露点仪的显示值,每个湿度检测点进行一次读数,标准器的读数准确到0.01%RH,被检湿度传感器的读数准确到0.1%RH。
一个湿度点检测完毕,将测试室内湿度调到下一个湿度点,其它各点的检测方法相同。
8.2.6数据处理
用(3)和(4)式分别计算出被测湿度传感器的正、反行程时各湿度检定点上的测量误差。
(3)HH−=Δ
(4)DisDiDiHH−=Δ
式中:
—正行程时湿度传感器在各湿度点的测量误差(%RH)IiHΔ
DiHΔ—反行程时湿度传感器各湿度点的测量误差(%RH)
IiH—正行程时湿度传感器在各湿度点的测量值(%RH)
DiH—反行程时湿度传感器在各湿度点的测量值(%RH)
IisH—正行程时标准器在各湿度点的测量值(%RH)
DisH—反行程时标准器在各湿度点的测量值(%RH)
用式(5)计算湿度传感器在全程范围内测量误差的总平均值。
(5)nID
式中:
n—检定点数IisIiIiH
当各湿度点的修正值,呈分段分布时(80%RH以下修正值小,而80%RH以上修正值变大),若应按两点调整法进行调整(调整方法详见附录B1)。
当各湿度点修正值均匀分布且方向一直,应采用单点调整法。
8.2.7检定结果的处理
对检定合格的传感器,发给检定证书。
检定不合格的传感器,发给检定结果通知书。
8.3.风向传感器的实验室检定
8.3.1风向传感器的外观检查
风向标无明显变形,转轴竖直时其转动平稳、灵活,能随遇平衡。
8.3.2检定前准备
检定前,先将风向风速传感器放入风洞内,风向风速传感器的输出连到标准数据采集器上,标准数据采集器的输出连到检定数据处理终端上,开启标准数据采集器和检定数据处理终端的电源,预热10分钟后开始检定。
8.3.3风向检定点选择
风向检定点及顺序为:
0°、90°、180°、270°。
8.3.4检定方法
用标准度盘的刻度值作为标准值,将风向标对准标准度盘上的0°点,记录检定数据处理终端显示的风向值,一个风向点检定结束,再将风向标对准标准度盘90°、180°、270°,其它各检定点的数据录取方法与0°点相同。
8.3.5数据处理
4个风向点检测结束,用风向传感器在各个风向点上的显示值减去标准值,得出各个风向点上的测量误差,以4个检定点上的测量误差的最大值作为风向准确度的评定依据。
8.3.6风向传感器启动风速检定
将风向传感器安装在风洞的实验段,分别使风标与风洞轴线夹角成+20°、-20°,从静止状态开始,缓慢增加风速,当风向标启动并向风洞轴线方向转动,当夹角≤5°时,停止加速,读取风速值,按上述操作再重复一次,并取四次测试中之起动风速最大值作为本次检定结果。
8.3.6检定结果处理
8.3.7启动风速的检定
8.3.7.1检定前的准备
对于检定合格的风向传感器,发给检定证书。
对于检定不合格的风向传感器,发给检定结果通知书。
将风向风速传感器安装于风洞实验段内,输出端连至标准数据采集器的输入端子上,标准数据采集器的输出连至检定数据处理终端上。
分别打开标准数据采集器和检定数据处理终端的电源开关,预热10分钟后开始启动风速的检定。
8.3.7.2检定方法
在风速传感器的风杯处于静止状态下,按照启动风速的指标设定风速,调节变频器,使风洞内气流缓慢增加,当风杯开始转动时,从采集器上记录此时的风速值(该风速值为风速传感器的单次检定启动风速值),按上述方法重复进行3次。
8.3.7.3数据处理
取3次启动风速的最大值,作为风速传感器的启动风速评定依据。
8.3.7.4检定结果的处理
经过检定合格的传感器,发给检定证书。
经检定后不合格的风速传感器,要进行修理,修理后再检定仍不合格的风速传感器,发给检定结果通知书。
8.4风速传感器的实验室检定
8.4.1外观检查
风杯无明显变形,转轴竖直时其转动平稳、灵活,能随遇平衡。
启动风速合格的风速传感器,才能进行风速示值的检定。
8.4.2检定前的准备
检定前,将风速传感器安装在风洞试验段内,风速传感器的通讯电缆连至标准数据采集器的输入端,标准数据采集器的输出连至检定数据处理终端,开机预热10分钟后,开始风速示值检定。
8.4.3检定风速点的选择
检定风速点及顺序:
2、5、10、15、20、25、30m/s。
8.4.4检定结果处理
经检定合格的辐射传感器,发给检定证书。
不合格的辐射传感器,发给检定结果通知书。
8.5气压传感器的室内检定
8.5.1检定前的准备
8.5.2检定时压力点选择
检定时的压力点为500、600、700、800、900、950、1000、1050hPa。
8.5.3检定方法
检定时调压顺序依次为:
500、600、700、800、900、950、1000、1050、1050、1000、950、900、800、700、600、500hPa,检定时当压力点调好后稳定2分钟后才能开始,检定开始和结束时分别读取当时的环境温度和空气湿度值,用两次读取的环境温度和空气湿度值的平均值,作为检定时的环境条件。
检定时同时采集被检气压传感器的示值和气压标准器的示值。
检定记录见附录A1。
8.5.4数据处理
用(12)和(13)式分别计算出气压传感器在正反行程时,各压力点上的测量误差。
(12)PP−=Δ
(13)PP−=Δ
式中:
—正行程各压力点的测量误差(hPa)IiPΔ
DiPΔ—反行程各压力点的测量误差(hPa)
IiP—正行程各压力点的测量值(hPa)
DiP—反行程各压力点的测量值(hPa)
IisP—正行程各压力点标准器的测量值(hPa)IisIiIiDisDiDi
用(14)式计算被检气压传感器,在全程范围内的误差总平均。
n
(14)
IDPΔ—误差总平均值(hPa)
n—检定总次数
8.5.5数据处理
根据误差总平均值大小和自动气象站的准确度指标,来确定修正值的调整方法,如果各压力点修正值方向一致且大小相近,采用单点调整就可以了;如果各压力点上修正值分压力范围分布,一般采用两点调整法,气压传感器的基点值调整方法见附录B3)。
经过基点调整后的气压传感器,应在常压点上进行验证,其方法是每隔1分钟读取1次标准值和被测气压传感器的测量值,总共读取3次数据,用3次气压传感器的测量值的平均值减去3次标准器测量值,得出被测气压传感器的测量误差,该测量误差应在允许范围内。
否则应对气压传感器进行更换或维修。
8.5.6检定结果处理
经检定合格的气压传感器,发给检定证书。
否则发给检定结果通知书。
8.6.雨量传感器的检定
8.6.1检定前的准备
按操作规范要求,将雨量检定装置安装在平坦、牢固工作台面上并调整水平。
8.6.2降水强度选择
0.5mm/min﹑1mm/min和4mm/min
8.6.3检定方法
将被检雨量传感器放在雨量检定装置旁边并调整其水平,将雨量传感器和数据采集器连接好,雨量检定装置的储水器加满水,按照降雨量和雨强要求来设顶定检定装置的出水流速(雨强)和雨量。
雨量检定装置降雨量和雨强的设定方法见附录B4nPPP
8.6.4数据处理
以被检雨量传感器的3次测量值的平均值减去标准值,得出该雨强下的测量误差,分别用公式(15)、(16)和(17)式计算各雨强下的测量误差值。
),5.0()3,5.0(5.0sRRR−=Δ(15)
(16),sRR−=Δ
(17),sRR−=Δ
式中:
5.0RΔ—雨强为0.5mm时的测量误差,(mm);
)3,5.0(R—雨强为0.5mm时3次测量值的平均值,(mm);
),5.0(sR—雨强为0.5mm时标准值,(mm);
1RΔ—雨强为1mm时的测量误差,(mm);
)3,1(R—雨强为1mm时,3次测量值的平均值(mm)
),1(sR—雨强为1mm时的标准值,(mm);
4RΔ—雨强为4mm时的测量误差,(mm);
)3,4(R—雨强为4mm时,3次测量值的平均值,(mm);
),4(sR—雨强为4mm时的标准值,(mm);
用各种雨强下,被检雨量传感器的测量误差值是否超出允许值,作为基点调整依据。
单双翻斗雨量传感器的修正值调整方法见附录B5﹑B6。
8.6.9检定结果处理
经检定合格的雨量传感器发给检定证书。
检定不合格的雨量传感器,发给检定结果通知书。
8.7蒸发传感器的检定
8.7.1检定前准备
将超声波蒸发器安装于平坦桌面上并调整零位,接通电源预热30min后再开始检测。
8.7.2检定点的选择)
蒸发传感器的检定点为:
0mm、20mm、40mm、60mm、80mm和100mm
8.7.3检定方法
检定前首先将72mm的模块放入蒸发传感器的圆筒内,从采集器上记录蒸发零位值,然后用蒸发模块组依此组成10mm、30mm、50mm、80m、100mm的标准高度值,放入蒸发筒内,分别读取蒸发传感器的示值。
8.7.4数据处理
根据蒸发模块组测出的高度显示值,按(13)式计算出各检定点的相对误差值。
hΔ
%100)(0×−−=Δsshhhhh(13)
式中:
—各模块高度示值(mm)h
0h—零位值(mm)
sh—标准高度值(mm)
8.7.5检定结果处理
经检定合格的蒸发传感器,发给检定合格证书。
否则发给检定结果通知书。
9.自动气象站数据采集器现场检定方法
自动气象站数据采集器的现场校准设备为气象数据采集器校准器(标准信号源),用于在现场对自动气象站的数据采集器进行检定。
气象数据采集器的校准器(标准信号源),可以对台站用气象数据采集器的温度、湿度、降水、风向、风速、气压、辐射等参数进行检定。
数据采集器现场检定方法
将自动气象站的数据采集器上的传感器电缆插头取下,保留电源和终端机的电缆连接。
将校准器(标准信号源)的信号输出电缆插头按对应关系插入自动气象站数据采集器的相关插座中。
按校准器面板上的参数选择按钮,进行校准参数和输出值的选择,注意先选择低端值的输出再选择高端校准值的输出。
等待一个完整的一分钟后,在自动气象站的数据处理终端的显示器上,将显示数据采集器处理后的校准数据。
根据校准器输出的标称值和自动气象站数据处理中断显示器上显示值进行比较,如存在误差应对数据采集器进行基点调整(调整方法见自动气象站使用说明书)。
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