SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度评定方法

基于雨量传感器的检定方法,介绍了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定方法。组建了测量模型,由测量不确定度传播定理,分析了雨量传感器示值误差测量不确定度的来源,根据不同的评定方法,对测量不确定度分量进行合理评定;结合实际工作,展示了SL3型雨量传感器示值误差测量不确定度的评定实例;分析了影响雨量传感器测量不确定度的主要因素。结果表明：雨量传感器示值误差的扩展不确定度U=01 mm（k=2）。其中,示值重复性引入的标准不确定度是影响测量不确定度的主要因素,其次是雨量传感器的分辨力和计数装置分辨力引入的标准不确定度,全自动雨量校准仪模拟雨强精度偏差引入的标准不确定度影响最小。     

双翻斗雨量传感器测量数据不确定度评定

根据自动气象站雨量传感器检定规程和测量不确定度评定的过程与方法,以实验室检定SL3-1型双翻斗雨量传感器为例,通过逐项分析误差来源及其引入的不确定度分量,针对各分量分别使用不同的评定方法和数学方法计算了各项标准不确定度,最终给出了实验室检定双翻斗雨量传感器的扩展不确定度:在大小两种雨强下,测量不确定度均为U95=0.14mm,包含因子k95=2.06。经传递比较法验证,评出的测量不确定度结果满足了计量标准考核规范和法定计量检定机构考核规范中的相关要求。该研究完善了雨量传感器的实验室检定工作流程,提高了工作质量。     

气压传感器检定装置对比实验与分析

合理选取PTB22O气压传感器的检定装置对提高校准质量、节约校准成本具有重要意义。文中基于本单位现有的4台气压检定装置,通过大量的对比实验,分析了不同装置对PTB22O气压传感器校准质量的差异,结果表明:370数字气压计/压力调节器、CPC6000系列自动压力控制/校准仪、省级气压自动检定系统、QYJD-1C气压仪器检定装置都具有较高的性价比,适合作为PTB22O气压传感器的检定装置。具体来说370数字气压计/压力调节器、CPC6000系列自动压力控制/校准仪,适合PTB22O气压传感器的现场校准工作,但省级气压自动检定系统、QYJD-1C气压仪器检定装置更适合完成室内检定与校准。     

遥测雨量传感器的维护和检定

总结了雨量传感器的维护方法和检定步骤,提出需要注意的问题,对做好自动气象站雨量传感器的维护和检定校准提供一些参考.     

如何正确使用雨量校准仪

目前我省区域加密站降水观测项目普遍采用SL3-1型双翻斗式雨量传感器来测量降水,该设备在近期的干旱雨量监测中,为我省气象决策服务发挥了很大的作用。经过1 a多的使用已经快到校准周期,必须用雨量现场校准仪来对其进行校准,以保障该仪器的准确度。该文对将雨量校准器的正确使用方法进行了介绍。     

自动气象站常规传感器现场检测系统设计

设计了一种适合自动气象站常规传感器现场检测的系统,主要介绍了传感器信号采集电路和基于测试数据分析的传感器故障判断方法。在温度、湿度和气压传感器的测试中引入经实验室检定的传感器作为标准器,与待测传感器在同环境下同步测试,经统计学分析实现待测传感器的4种工作状态自动分类;分析风向传感器输出格雷码的码位关系,设计9个不同于计量检定规程的特定测试方位,实现对全部输出码位的检测;在风速和雨量传感器的现场检测中模拟实验室检定流程,达到准实验室检定效果。该成果已应用于广东省气象装备一线保障中,性能稳定,满足保障业务需求。     

GRC型雨量器（计）检定仪的研制与应用

雨量器（计）是降水量的主要观测仪器,为保证其测量结果的准确性,对其进行检定或现场校准是非常必要的。文章主要研制既能对雨量器（计）进行室内检定、又能在户外进行现场校准的雨量器（计）检定仪。检定仪采用能够溯源的计量标准球作为标准器,利用蠕动泵对降雨强度进行流速恒定控制,用电源控制器和蓄电池供电,可实现无交流电的户外降水仪器的现场校准。经过试验和应用分析,其性能优于国内同类产品,符合作为量值溯源计量标准的条件,对雨量器（计）的检定和现场校准具有实用性,可用于自动气象站雨量传感器的现场校准。     

两种翻斗式雨量传感器原理及常见故障分析

摘要：开展新观测仪器的研究应用,优化观测仪器设计是气象业务发展需求,也是提高气象观测数据质量的有效手段。通过对SL3-1型双翻斗雨量传感器和DSDZ3型智能翻斗雨量测量仪传感器结构、原理进行比较,结合两类雨量传感器常见故障,分析两类雨量传感器各自优势和存在的不足,总结常见故障处理方法,为雨量传感器改进和从事气象站保障工作的同行提供借鉴和参考。结果表明：两种雨量传感器原理相同,校准和误差调节方法相似; SL3-1型雨量传感器结构简易,便于维护,但不能及时发现堵塞、干簧管老化等问题;DSDZ3型智能翻斗式雨量测量仪具有自检功能,可实时监控传感器状态,及时发现故障并处理,有效提高观测数据质量,但其结构复杂,维护及故障处理难度较大。     

数字式雹雨分测仪的研制

重点介绍了数字式雹雨分测仪的工作原理:通过过滤的方式成功将冰雹和雨滴分离,再利用阿基米德定律测算出降雹量。该仪器充分利用了雨量测量、GPRS数据传输、太阳能供电等先进技术,具有全自动、数字化特点及良好的组网能力。经实际野外试验观测表明,该仪器性能稳定,使用便捷。通过野外试验观测数据分析,数字式雹雨分测仪观测的雨量与其他仪器观测的雨量相比,误差在可接受范围内。由于该仪器能够实时观测到降雹量,为冰雹的观测研究提供了仪器支持。     

遥测雨量传感器测量精度的简便调试

目前我国大部分气象台站都在使用的遥测雨量传感器使用一段时间后,易出现仪器测量精度大于±4·0%的情况,此时要对其进行精度调整,直至误差≤4·0%为止。但基层台站因为没有专业检定设备、较难对其精度进行调试,在这里介绍一种简单的调试方法,供台站同行参考。1调试准备工作用细木条等材料制作一支架放在雨量传感器的承水器上,并使之高于口缘10cm以上,上面倒置装有10mm水量的标准强度塑料瓶,注入定量清水,然后将在药房或医院可购到的输液管,一头插入塑料瓶,另一头放在雨量传感器的承水器内。再准备一个简便计数器(文体用品商店可购到)。2调…     

自动气象站风速现场校准量值溯源及传递方法试验

现阶段自动气象站风速现场校准量值无法进行溯源,从而导致风速现场校准数据的准确性和可靠性得不到保证。究其原因,是由现行的现场校准方法和现场校准设备工作原理决定的。为了解决这一问题,使用"量传"风速传感器和叶轮风表进行中间数据传递,在校准时用叶轮风表作为校准的标准设备,并利用了三杯式风速传感器的线性特点,把台站风速传感器的现场校准量值溯源到了大型风洞皮托管上,并且通过大量试验证明了该方法的正确性,为新的自动气象站风速现场校准规范制定和校准设备的完善提供有力的理论依据。     

杯式风速传感器现场校准方法

针对目前业务上风速传感器现场校准方法存在的不足,通过改进气象部门广泛使用的杯式风速传感器现场校准设备,利用启动风速校验仪对风速传感器进行低风速段的校准,从而解决风速校验仪无法检测风速传感器整体性能的问题,实现了杯式风速传感器到实验室风洞标准的量值溯源。利用改进后的现场校准方法对风速传感器校准后,拟合出的线性回归方程与风洞检定结果进行比对发现,改进后的方法基本上能满足风速传感器现场校准的需要。     

PTB220型压力传感器检定结果不确定度评估

测量不确定度是表明测量结果可信程度的参数。为了保证气压传感器检定结果的准确可靠,依据JJG(气象)001-2011《自动气象站气压传感器检定规程》及JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,使用省级压力标准器745,以VAISALA的PTB220型压力传感器为研究对象,通过建立被测量的数学模型,分析并列出了对测量结果有明显影响的不确定度来源,并定量评定了各标准不确定度分量,通过实验分析及验证得出其检定结果的扩展不确定度为0.2hPa,对其他类型压力传感器的检定结果的不确定度评定具有指导意义和参考价值。     

SL3 1型雨量传感器的构件改进和维护方法

根据近几年的自动气象站野外维护工作经验,对SL3-1型翻斗式雨量传感器的各类易发故障原因进行分类分析,依据相关技术要求和参考其他类似仪器的设计结构原理,并结合西藏气象台站各时段历年最大降水量的具体情况,对该仪器的进水构件、电气构件、底座构件提出了具体的改进措施和建议,达到减少该仪器的故障发生频次和提高观测精度的目的。为保证校准后的仪器符合准确性和比较性的要求,总结该仪器野外维护工作中时效方面存在的问题,提出自制存放核心部件专用设备箱的建议,以提高该仪器的野外维护工作时效。     

自记与自动观测降雨量的差异及相关分析

利用2004—2007年同时使用雨量计（自记）与雨量传感器（自动）观测的54站其中1年的平行观测日降雨量资料,通过对比差值、相关系数分析两者的差异及相关性。结果表明：双翻斗式遥测雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.12 mm,标准差为0.93 mm。虹吸式雨量计自记观测比双翻斗雨量传感器自动观测的日降雨量平均偏小0.39 mm,标准差为1.5 mm。自动观测降雨量对雨日有一定的影响,两者存在一定的系统偏差。双翻斗式遥测雨量计、虹吸式雨量计与双翻斗雨量传感器观测日降雨量的相关系数分别为0.996和0.994,虹吸式雨量计、双翻斗式遥测雨量计自记观测与人工观测降雨量的相关系数分别为0.98和0.95。     

自动气象站蒸发示值重复性指标及校准方法研究

四川省气象自动站蒸发要素校准工作中示值波动过大的情况时有发生,误差时而满足校准规范要求,时而不满足规范要求,导致校准数据的重复性较差,面对这种情况,按照中国气象局监测网络司发行的自动气象站现场校准方法(试行),难以对测量系统计量性能指标的符合性做出判定。通过查阅JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF1126—2004《超声波测厚仪校准规范》等相关资料,得出规定测量系统的示值重复性即可解决这一技术难题,并且通过大量试验及工作经验得出了示值重复性指标及其校准方法,为自动站蒸发系统现场校准规范的制定提供了有力的理论依据。     

RG13型雨量传感器测量结果的不确定度评定

国内民航机场主要使用的雨量观测设备为芬兰维萨拉公司生产的RG13型雨量传感器,为保证雨量测量数据的真实可靠,对其测量结果的不确定度分析很有必要。根据自动气象站现场校准方法,分别进行大雨强和小雨强的重复测试,并依据JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示要求,进行A类不确定度评定。分析测量过程中的B类不确定度来源,进行B类评定,最终给出扩展不确定度。结果表明：在小雨强下,测量不确定度为U95=0.17mm,包含因子k=2。在大雨强下,测量不确定度为U95=0.16mm,包含因子k=2。该研究完善了雨量传感器的现场校准工作流程,对雨量传感器测量结果的可信度评定具有参考价值。     

自动与人工观测降雨量的差异及相关性

利用全国627个基准、基本站2005年自动与人工雨量业务观测资料, 分析了业务上自动与人工观测的降雨量的差异以及引起差异的原因, 并分析了自动观测与人工观测的降雨量的相关性。结果表明:自动观测比人工观测的日降雨量平均偏高0.12 mm, 标准差为0.70 mm, 相对偏高1.42%。627个站中, 80%的站自动与人工观测的年降雨量差值在5%以内; 近4%的站年降雨量差值在10%以上。年降雨量相对差值较大的站, 其年降雨量均较小。空间采样差、20:00 (北京时) 定时观测中人工与自动观测时间的不一致以及其他突发事件均会导致自动与人工测量的日降雨量的差异, 甚至显著差异。由于观测仪器不同引起的降雨测量系统误差差别, 导致自动与人工观测降雨量的系统偏差。自动观测与人工观测的日降雨量呈线性相关, 相关系数为0.9988。     

西北区域气象计量检定实验室量值比对分析

为验证西北区域各省（区）气象计量检定机构的检定能力,2014年宁夏气象计量检定所作为主导实验室组织开展温度、湿度、气压3个要素量值比对工作。比对采用圆环形路线,比对样品选用自动气象站传感器。参比实验室按照规定的比对方案对比对样品进行比对实验及不确定度评定,主导实验室对比对数据进行汇总分析,采用归一化偏差方法分析评价比对结果。比对结果：温度与气压实验室比对结果满意,湿度实验室比对结果较满意。参比样品的比对数据真实,结果可信,较为客观地反映了西北区域各参比实验室的检定/校准水平及气象计量标准装置的现状,有效识别了参加量值比对实验室存在的问题,对促进实验室检定能力的提高具有重要意义。