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1、阈值校准结果不确定度评定1 概述1.1评定依据JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示。1.2标准设备和被校对象1.2.1 标准设备标准器及配套设备分别为一级直接辐射表、数字多用表、直接辐射测量用全自动太阳跟踪器和日照计室内测试装置（见图1），主要技术指标见表1。表1 标准器及配套设备主要技术指标分 类名 称测量范围主要技术指标标准器一级直接辐射表(01400) 开敞角5，斜角1，不确定度1%（k = 2）配套设备数字多用表(010) V分辨力：100 mV量程：0.1 V；10 V量程：10 V。最大允许误差：100 mV量程：（5010-6读数+3510-6量程）；10 V量程
2、：（3010-6读数+510-6量程）。日照计室内测试装置模拟太阳辐照度范围（50-300）1、光源有效辐照面直径：不小于150 mm；2、光源均匀性：3 （150 mm）；3、光源稳定性：1 ；4、积分球漫反射涂层反射率：R97；5、光谱符合国际A级AM1.5太阳光谱匹配。直接辐射测量用全自动太阳跟踪器/跟踪范围：高度角：-5 +95；方位角：0 180。跟踪误差：1.5（太阳直接辐照度小于120 ）；0.2（太阳直接辐照度大于等于120 ）；捕获角5；捕获速度0.5/s。1.积分球 2.太阳模拟器 3.散射辐射探测器 4.遮光板 5.散射光源 6.被测日照计 7.光陷阱 8.旋转平台图1
3、日照计室内测试装置结构示意图1.2.2 被校对象器具名称：光电式数字日照计型号规格：出厂编号： 1.3 主要测量方法以室外校准为例：（1） 将直接辐射表安装在太阳跟踪器上，被校日照计安置在室外平台上，两者距离不超过10 m。（2） 若直接辐射表为模拟输出，则将其与数字多用表连接，采集电压信号并计算直接辐照度值；若直接辐射表为数字输出，则通过串口将其与计算机连接，直接采集辐照度值。（3） 设置直接辐射表采样间隔与被校日照计采样间隔一致，且时间间隔不大于10 s，同步、连续采集直接辐射表与被校日照计输出。测量一般在日出后或日落前的较短时间内进行，直接辐射表每组测量输出介于（1208）范围内的数据量
4、不少于5个时测量有效，记录在附录A表中，有效测量组数不少于2组。测量期间禁止人员靠近测量场地，以免遮蔽或反射日光对测量结果造成影响。2 分析不确定度来源和建立数学模型2.1不确定度来源分析2.1.1 A类不确定度来源被校日照计阈值测量重复性引入的不确定度。2.1.2 B类不确定度来源被校日照计阈值误差的B类不确定度来源主要有：（1） 标准器直接辐射表引入的不确定度；（2） 日照计温度响应误差引入的不确定度；（3） 直接辐射表跟踪及装调误差引入的不确定度。2.2数学模型在校准过程中，测量结果为阈值误差，计算如式（1）。（i=1,2,） （1）式中：被校日照计第组阈值测量误差，单位为瓦每平方米（）
5、；被校日照计第组测量的阈值平均值，单位为瓦每平方米（）；直接辐射表第组测量的阈值参考值，单位为瓦每平方米（）。2.3不确定度评定方法与步骤2.3.1 A类标准不确定度阈值误差的测量重复性引入的标准不确定度为A类标准不确定度。2019年5月28日29日，对被校日照计进行了测试，采样间隔5 s，测试时间和有效数据个数见下表2。表2阈值测试数据日期时间阈值参考值（）被校日照计()阈值误差()每组有效数据个数2019/5/2819:0419:05120.0101.6-18.4202019/5/2919:1719:18120.1100.1-20.010极差法计算标准偏差1.4159（1） 用极差法计算单
6、次阈值误差的标准偏差： (2)式中：极差系数，当测量组数为2时，查表得为1.13。（2） 单次测量阈值误差的标准偏差就是该值的A类标准不确定度： (3)2.3.2 B类标准不确定度（1） 标准器直接辐射表引入的标准不确定度本次校准使用标准器为一级直接辐射表No.，型号为，其测量不确定度为1%（k =2），则标准器引入的标准不确定度为： (4)（2） 直接辐射表跟踪及装调误差引入的不确定度跟踪不准确会造成测量结果的误差，考虑到跟踪器结构、装调及水平等原因，估计其误差0.5%，按正态分布，置信因子，因此，跟踪与装调误差引入的标准不确定度为： (5)（3） 日照计温度响应误差引入的标准不确定度参考产
7、品说明书中温度响应指标为0.1%/，按当日测试前后温度变化5计算，按均匀分布，置信因子，日照计温度响应误差引入的标准不确定度为： (6)2.3.3 合成标准不确定度该光电式数字日照计阈值误差的标准不确定度分量见表3。表3 光电式数字日照计校准结果的标准不确定度分量序号不确定度来源类型分布符号标准不确定度分量单位1. 1测量重复性A正态2. 3标准器B正态，95%置信3.直接辐射表跟踪及装调误差B正态4.日照计温度响应误差B均匀由于各分量之间相互不相关，按下式计算合成标准不确定度： (7)对式（1）的各分量求偏导，得到各分量的灵敏系数： (8) (9)式中：阈值误差均值的合成标准不确定度，单位为；灵敏系数，为式（1）对输入量的偏导数，无量纲；灵敏系数，为式（1）对输入量的偏导数，无量纲。分别计算5月28日和29日阈值误差的合成标准不确定度，均为1.6 。2.3.4 扩展不确定度取包含因子k = 2，扩展不确定度为： (10)2.3.5 校准结果该光电式数字日照计阈值误差及其扩展不确定度如下：表4 阈值误差及其扩展不确定度单位：日期阈值误差扩展标准不确定度(k = 2)2019/5/28-18.43.22019/5/29-20.03.2
