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1、 自动气象站现场校准方法（试行）中国气象局监测网络司参照中华人民共和国气旬行业标准QX/T1-2000II型自动气象站，结合我国目前台站使用的自动气象站的实际情况，制定本方法。1 范围本方未能适用于我国气象台站使用中的多要素（气压、气温、地温、湿度、风速、雨量、蒸发、太阳辐射等）自动气象站的现场校准。对于其它类型的自动气象站的现场校准，可参照本方法的相应部分进行。新出厂和修理后的自动气象站要在实验室进行检定。2 引用文献本方法引用下列文献：JJF1001-1998通用计量术语及定义JJF1059-1999测量有确定度评定与表示JJF1002-1998国家计量检定规程编写规则ISO/IEC导则2
2、：1996标准化及其相关活动的基本术语及其定义GB/T6583-1994质量管理和质量保证术语QX/T1-2000II型自动气象站使用本方法时应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 术语和计量单位本方法采用JJF1001-1998通用计量术语及定义、JJF1059-1999测量有确定度评定与表示、GB/T6583和ISO/IEC导则2中的有关定义。下面引用了一些最相关的定义，并列出一些适用于本方法的其它定义和计量单位。3.1 术语及定义3.11校准在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。注：1 校准结
3、果既可给出被测量的示值，又可确定示值的修正值。2 校准也可以确定其他计量特性，如影响量的作用。3 校准结果可以记录在校准证己或校准报告中。3.1.2 校准方法为进行校准而规定的技术程序。3.1.3 测量以确定量值为目的的一组操作。注：1 操作可以是自动地进行的。2 测量有时也称计量。3.1.4 计量为实现单位统一、量值准确可靠的活动。3.1.5 搬运式标准供运输到不同地点具有特殊结构的测量标准。3.1.6 测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。注：1 不要用术语“精密度”代替“准确度”。2 准确度是一个定性概念。3.1.7 测量不确定度表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系
4、的参数。注：1 此参数可以是诸如标准差或其倍数，或说明了置信水准的区间的半宽度。2 测量不确定度由多个分量组成。其中一引起分量可用测量列结果的统计分布估算，并用实验标准差表征。另一引起分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算，也可用标准差表征。3 不确定度恒为正值。当由方差得出时，取其正方根。3.1.8 测量误差测量结果减去被测量的真值。注：1 由于真值不能确定，实际上用的是约定真值。2 当有必要与相对误差相区别时，此术语有时称为测量的绝对误差。注意不要与误差的绝对值相混肴，后者为误的模。3 误差值只取一个符号，非正即负。4 误差与不确定度是完全不同的两个概念，不应混肴和误用。对同一被测
5、量无论其测量程序、条件如何，相同测量结果的误差相同；而在重复性条件下，则不同结果可有相同的不确定度。5 测量仪器的特性可以用示值误差、最大允许误差等术语描述。3.1.9 检定查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、枵标记和（或）出具检定证书。3.2 计量单位3.2.1气压 hpa3.2.2 气温和地温3.2.3 湿度%RH3.2.4 风速 m/s3.2.5 雨量 mm3.2.6 蒸发 mm3.2.7太阳辐射 W/m2（瞬时值）；MJ.m-2（累积值）4 概述自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。它由传感器、数据采集、数据处理和后备电源等部分组成，可以连续测量气压、
6、气温、地温、湿度、风向、风速、雨量、蒸发、太阳辐射和日照等气象要素，由计算机业务软件进行数据处理、显示和打印报文、报表，并实现观测数据的存盘、上传和查询。自动气象站主要用于气象部门，还可用于环境监测、民航、海运、农林、水文、国防等领域。5 现场校准计量性能要求5.1气压最大允许误差:0.3hPa5.2 气温 最大允许误差: 0.25.3地温最大允许误差: 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/s5.6 雨
7、量最大允许误差：降水强度1mm/min时0.3mm 降水强度4mm/min时0.4mm5.7 蒸发最大允许误差：1.5%FS（050）5.8 总辐射最大允许误差：5%（累积值）5.9 直接辐射最大允许误差：2%（累积值）6 通用技术要求6.1 自动气象站的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。6.3 温度传感器的金属（或塑料）封装密封良好，引线接插件接触良好。焊接应牢固、无虚焊，所使用的保护管及引线应能承受相应的使用温度。6.4 风杯的几何形状与尺寸应
8、一致。相邻两臂内的夹角为120。风杯应转动灵活平稳，不得有明显的轴向跳动和径向摆动。6.5 风向标不得有变形，尾翼与垂锤相平衡，推动灵活。6.6 雨量传感器的承水口不得变形，内壁应光滑并呈圆筒形。7 校准条件7.1 标准器7.1.1 数字式气压仪测量范围：4001100hPa 测量不确定度：0.2 hPa7.1.2 数字式铂电阻温度计测量范围：-60+80 测量不确定度：0.067.1.3数字式湿度计测量范围:10100%RH 测量不确定度：2%RH7.1.4 启动风速校验仪测量范围:0.6m/s 测量不确定度:0.05m/s7.1.5 风速校验仪测量范围:260m/s 测量不确定度：（0.2
9、0.02V）m/s（注:V为风速示值）7.1.6 雨量标准球测量范围:314.16mL（对承水口直径为200mm的雨量传感器相当10mm降雨量；对承水口径为159.6mm的雨量传感器相当15.7mm降雨量）测量不确定度:0.2mL7.1.7 蒸发模块组测量范围:0100mm 测量不确定度：0.04mm7.1.8 标准总辐射表测量范围:01400W/m2 测量不确定度：2%FS7.1.9 标准直接辐射表测量范围：014000W/m2 测量不确定度：1%FS7.2 校准设备7.2.1 压力调节器调节范围：-0.1MPa0.4MPa7.2.2 小型液体恒温槽调节范围：-30+50 温度波动与均匀度：
10、0.057.2.3 恒湿盐湿度发生器湿度点：33%RH，87%RH 稳定性优于3%RH7.2.4 全自动太阳跟踪器最大跟踪误差：0.5/24h7.3 环境条件7.3.1 气温535 ,湿度不大于90%RH,风速不大于5m/s。7.3.2每个项目校准时，要记录下当时的气压、温度、湿度、风速等环境情况。8 校准项目和方法8.1 校准项目校准项目有气压、气温、地温、湿度、风速、雨量、蒸发、总辐射、直接辐射。8.2 校准方法8.2.1 气压8.2.1.1 校准点的选择校准在定压条件下进行,选择所在台站的常压点、高于和低于常压点50hPa的3个压力点进行校准。8.2.1.2 校准方法和数据处理将标准器、
11、气压传感器以及压力调节器用真空胶管连成一个封闭的测量系统，打开标准器的电源开关，预热半小时。然后按照压力点进行调整校准，顺序依次为低于常压50hPa点、常压点、高于常压点50hPa，从低压到高压（正行程），再从高压到低压（反行程）。每个压力点调好后稳定时间不小于2min。在每个校准点上，每1min读取四次标准值和一次被校气压传感器的测量值，总共读取2min。校准记录格式见附录D1。计算每个校准点单程测量误差值P（修约到小数点后一位）：P=Pj-（Pb+Xp） （1）式中：Pj被校气压传感器 2min测量值的平均值 Pb气压标准器 2min测量值的平均值 Xp气压标准器的修正值计算每个校准点正反
12、行程测量误差平均值。用三个校准点的测量误差平均值的最大值作为校准结果。8.2.2 校准点的选择常温单点校准。8.2.2.2 校准方法和数据处理将数字式铂电阻温度计的传感器和自动气象站的气温传感器同时等高靠近悬挂在百页箱内,稳定时间不小于15min后开始校准，每隔 读取一次标准和被校温度传感器的温度值，共读取十次。校准记录格式见附录D2。用下式计算校准温度点的测量误差值（修约到小数点后一位），并作为校准结果。T=Tj-(Tb+Xt) （2）式中：Tj被校气温传感器十次测量值的平均值Tb温度标准器十次测量值的平均值Xt温度标准器的修正值8.2.3 地温8.2.3.1 校准点的选择校准点为-10、0
13、 、+30。地温常年不低于0的台站可只校准后两点。8.2.3.2 校准方法和数据处理将数字式铂电阻温度计的传感器和自大 动站的地温传感器同时插入到液体恒温槽的同等深度上，先进行-10点校准，然后进行0 点和+30点校准。在每个校准温度点上，稳定35min后开始校准，每隔1min读取一次标准和被校温度传感器的温度值，共读取四次。校准记录格式见附录D3。用下式计算每个校准温度点的测量误差值 （修约到小数点后一位）：t=tj-(tb+xt) (3)式中：tj被校地温传感器四次测量值的平均值tb温度标准器四次测量值的平均值xt温度标准器的修正值用三个校准点测量误差值的最大值作为校准结果。8.2.4 湿
14、度8.2.4.1 校准点的选择湿敏电容：恒湿盐湿度发生器33%RH和87%RH两个湿度点。通风干湿表：环境湿度条件下，单点校准。8.2.4.2 校准方法和数据处理8.2.4.2.1 湿敏电容校准打开恒湿盐湿度发生器，将湿度标准器的传感器和被校自动站的湿度传感器同时置入湿度为33%RH的发生器中，稳定时间不小于20min，开始进行校准工作。在该湿度点上，每隔1 min读取一次标准值和被校湿度传感器的测量值，共读取十次。33%RH点校准完毕后再校准87%RH点。87%RH湿度点的校准方法与33%RH湿度点的校准方法相同。校准记录格式见附录D4。分别计算两个校准湿度点的测量误差值 （修约到小数点后一位）： H=Hj-(Hb=Xh) (4)式中：Hj被校湿度传感器十次测量值的平均值Hb湿度标准器十次测量值的平均值Xh湿度标准器的修正值以两个湿度点的湿度测量误差作为校准结果。8.2.4.2.2 通风干湿表校准将上述湿度标准器的传感器和通风干湿表同时放在百叶箱中，稳定时间不小于10 min。每隔1 min读取一次标准值和通风干湿表的测量值，共读取十次。用公式（4）计算校准湿度点的测量误差值，以该湿度点的测量误差作为校准结果。8
