附录6-新型自动气象(气候)站静态准确度测试方法

1、新型自动气象（气候）站功能规格书附件6：新型自动气象（气候）站静态准确度测试方法1 测试应具备的条件1.1 静态测试的环境条件如果测试所测数据对气压、气温、相对湿度有明显的依赖关系，在进行测量数据的比较或校准时，应在常温条件下进行测试。被试测品的技术指标应明确规定。若被试测品的技术指标没有明确规定，整机测量性能的静态测试应在室内自然环境条件下进行，其测量结果不考虑环境条件的影响，但应记录试验时的环境条件。1.2 标准器、标准装置测试所用标准器、标准装置应有计量部门的检定合格证书，并在有效期内。测试前应对所用测试设备进行检查，主要技术性能应合格。当测量被试测品的系统误差时，静态测试用的标准器或标

2、准装置所造成的附加误差不应超过测量结果的1/10；当测量被试测品的随机误差时，标准器或标准装置所造成的附加误差不应超过测量结果的1/3。标准器、标准装置和比对标准器的操作、观测和使用的人员应经过专门训练并考核合格。为天气学、气候学提供统计或分析资料的被试测品，应采用气象观测网规定的同类观测仪器作为比对标准器。2 被测试品的交接检查2.1 要求被试测品到达测试现场后，应首先进行交接检查。交接检查应由提供被测单位主持进行，测试方提供设备并参加检查，双方作详细记录，确认被试测品能正常工作时交付测试方。被试测品交付后应由测试方对被试测品进行编号，必要时，对机箱或可调整部位做加封处理。2.2 主要内容和

3、方法2.2.1 包装情况a) 仪器外包装箱是否良好；b) 测量包装箱的外形尺寸和被试测品包装状态的总重量；c) 开箱检查并观察箱内垫座有无损伤、固定是否牢靠、取放是否方便。2.2.2 外观和结构按照被试测品的单位提供的资料进行。2.2.3 成套性按照被试测品的单位提供的资料进行。2.2.4 主要技术性能a)将各部件按其使用说明书连接，使被试测品处于正常工作状态；b)接通电源，检查开关、旋扭、指示灯、显示器、记录器等各部件的功能是否正常；c)连续通电工作30min,观察仪器是否有过热现象，有无异常声响。检查仪器外壳是否有带电现象；d)观察被试测品示值是否和估计值接近及有无异常情况。2.3 评定和

4、处理如发现异常情况，提供被试测品的单位应负责调整、修理或更换，缺少的文件、部件和备份件等应补齐。3 静态测试方法和要求3.1 静态测试的一般要求3.1.1 标准器和测试设备标准器，作为计量仪器也必须通过计量检定才能使用。因而，在静态测试时，不能任意确定标准器，标准器必须由上一级计量单位的认可，并且应有相应授权单位的检定合格证。气象仪器定型试验通常采用一等标准器或标准装置，必须溯源到国家气象计量站或国家计量科学研究院。在静态检定时，根据被试测品本身的准确度要求，标准器或标准装置，必须符合附加误差不超过1/3和1/10的要求。测试设备产生的模拟气象量值的不稳定性，同样会给测量结果造成附加误差。在对

5、标准器提出准确度要求的同时，还要对测试设备中模拟气象条件的稳定性、均匀性提出要求。因此，一般要规定标准器和标准装置综合附加误差的极限，而不能只是规定标准器本身的准确度等级。3.1.2 选定测试点的方法和要求为了得到被试测品示值修正后的剩余系统误差，静态测试一般应避开原来的检定点，而重新选取。应遵循以下原则：a) 对于已经有了检定曲线或给出各检定点修正值的被试测品，一般应选原来每相邻两检定点的中间点作为测试点。b) 被试测品的基准点（如气压的1013.25hPa点，温度的0点等），测量范围的上限、下限，无论是否原来的检定点一般都要作为测试点。c) 若被试测品的特性曲线是非线性的，在曲率较大的部分

6、可适当增加测试点，而在曲率较小的部分则可适当减少测试点。d) 为了在合成整个测量范围的总误差时加大经常使用段的“权”，在被试测品整个测量范围的常用段，如气压l050950hPa段，温度的-1030段，风速015m/s段等，可以适当增加测试点，而对实际观测时较少使用的测量段，可适当减少测试点。e) 对于某些要求使用前检定的仪器，当设计方不能提供检定曲线时，应在静态测试前按照第c)条的原则选取检定点进行检定，并做出检定曲线，然后再按上述原则选取测试点进行静态测试。3.1.3 确定录取数据的样本大小当测量结果为系统误差时，其不确定度可用式（1）估计： （1）式中：系统误差的不确定度；测量列的标准偏差

7、；n测量的次数。如果被试测品的标准偏差已知，只要给定测量结果的不确定度，就可求出必要的测量次数n。若测量结果为标准偏差，其不确定度可用式（2）表示： （2）同样，如果仪器的标准偏差已知，只要给定标准偏差的不确定度，也可以求出测量次数n。在静态测试时，通常总是要同时求出测量结果的系统误差和标准偏差。如果要给出能同时能满足系统误差和标准偏差不确定度的样本大小n，显然应用式（1）计算。因此，确定样本大小的计算公式为： （3）式中的值开始是未知的，应根据被试测品的技术条件和历次测试结果估计。同时还要考虑到测试设备中模拟气象量的不稳定和不均匀性造成的附加误差，以及标准器测量结果的不确定度，并结合被试测品

8、技术条件的要求，确定测试结果的不确定度，然后再用式（3）计算。在实际操作中，往往要利用最初的测试结果，如第一个测试点的数据进行验证，必要时进行修正，以最后确定增加或减少测量次数。一般情况下，如果技术条件对被试测品的准确度要求较低，而实测结果可能远高于被试测品的指标要求，则可适当减少测量次数，反之则应增加。地面气象仪器通常在整个测量范围选510个测试点，每个测试点应取得36次测量数据。3.1.4 测试点稳定时间的选择所谓稳定时间，是指在静态测试时，从测试设备中的模拟气象量开始稳定，到读数之前的一段使传感器测量敏感部分与被测量达到充分平衡的时间。在静态测试时，当被试传感器开始进入模拟气象量或气象量

9、值有所改变时，要稳定适当的时间，才能记录被试传感器或仪器的输出值。在此之前读数,将会产生较大的误差，这种误差不能代表被试测品的真实特性。稳定时间,应视传感器时间常数的大小确定,当不同时间常数的几种传感器同时测量时,应以其中最大的时间常数确定稳定时间。一般情况下，稳定时间应大于时间常数的5倍。在整个稳定的时间内,被测量应保持恒定。3.1.5 定点测试的方法 定点测试法的具体步骤是：将被试传感器置于模拟环境中，稳定适当的时间进行第一次读数，然后改变被测量值或将传感器脱离被测条件，使示值改变，并保持适当的时间，再重新进入，再一次稳定并平衡后，进行第二次读数，这样反复进行，直至达到规定的样本大小。3.

10、2 静态测试数据处理和评定3.2.1 剔出粗大误差可疑数据应于剔除：a) 标准器或检定设备不正常或操作不当时的读数。b) 模拟环境条件超出规定值或稳定性不符合要求时的读数。c) 经校正或补测确认的粗大误差。d) 莱依达准则或三倍标准偏差（3）准则。3.2.2 标准器附加误差的处理标准器和测试设备的附加误差一般采用两种方法处理，一是放宽对被试测品测量准确度指标的要求。二是从测量结果中去除标准器和测试设备的附加误差。在气象仪器试验中一般采用第二种方法。这两种方法都要求标准装置本身的误差已知。3.2.3 静态测试结果的评定在表示被试测品的测量准确度时，通常用误差的概念，被试测品的技术指标应采用“最大

11、允许误差”或“允许误差限”的概念，对被试测品的测量结果则应给出“误差”或“总误差”。总误差区间（）有任一端超出被试测品技术条件的要求，都应认为其测量准确度不合格。4 传感器实验方法4.1 气温测量传感器4.1.1 静态测试 4.1.1.1 标准装置标准装置应符合1.2的规定。推荐采用计量一级铂电阻温度计。4.1.1.2 技术要求 测试点的选择和稳定时间及录取数据的具体方法应符合3.1.3的要求。0点必须作为测试点。规定测试点与实际测试点的偏差应不超过0.1。测试时，应首先确定液体浸润对其测量结果的影响，并采取必要措施。标准器和被试传感器都应全浸于温度槽的液体中。测试中，标准温度计和被试传感器所

12、经受的温度突变都不应大于30，否则应采取预处理或过渡措施。4.1.1.3 测试的方法和程序应首先进行0测试点的测试，然后逐点升温或降温可根据具体情况确定，最后必须重复测试0点。可采用循环测试法也可采用定点测试法进行测试，但标准温度计的传感器必须始终置于测试设备恒温槽的介质中。采用定点测试法时，被试传感器每次读数前的温度改变量应大于5而小于10。4.1.2 测定时间常数4.1.2.1 测试的方法和程序根据温度t0确定起点温度t1，使 1520。用公式（4）确定终点温度t2 （4）式中： 自然对数的底。使传感器的温度升高至比t1高510。然后使温度下降，传感器的温度降至t1时开始计时，降至t2时停

13、止计时。所计时间即为时间常数。每个传感器，在每种规定的风速条件至少要测量5次，取平均值作为时间常数的测量结果。4.2 湿度测量传感器4.2.1 静态测试4.2.1.1 标准装置标准装置通常为分流法或双压法标准湿度发生装置。也可采用满足要求的饱和盐试验装置或其它湿度试验箱。采用饱和盐试验装置时，应按照规定的方法操作和确定标准湿度值。采用湿度试验箱时，应由通风干湿表或冷镜式露点仪提供标准湿度值。4.2.1.2 验方法和要求按照3.1.2和3.1.3要求选取测试点，确定样本大小和录取数据的具体方法。测试前，被试传感器应进行活化处理，其方法是，在被试传感器通电工作的情况下，先在高湿条件下保持5min1

14、0min，然后迅速降湿至低湿条件，在低湿条件保持5min10min,再升湿至高湿条件，至少要进行三个循环。高湿条件通常应大于95%RH但不应有结水，低湿条件应小于20%RH。测试通常采用多循环试验法，根据敏感元件的特性可从高湿测试点开始逐点下降也可从低湿点逐点上升，然后按照相反顺序再逐点回到原来的测试点。规定测试点与实际测试点的偏差应不超过±3%RH。从一个测试点到另一个测试点的湿度变化速率不应超过2%RH/min。若被试传感器的敏感元件带有防护罩，应按照实际使用的状态进行测试。在确定测试点的稳定时间时，其时间常数应包括由于防护罩的作用而增加的时间。4.2.2 温度影响量的测试4.2

15、.2.1 标准装置采用分流法或双压法湿度标准装置。4.2.2.2 技术要求对于技术指标规定在0以下使用的被试传感器。0以下温度条件应采用其温度使用范围下限。若下限温度达到或低于-30，应增加-10测试点。0以上采用10、30温度测试点。温度测试点不应选在-105之间。注：温度在-105之间，标准装置的饱和器中往往出现冰水共存的情况，使饱和器输出的水汽压不可确定。测试方法应符合第4.2.1.2条的要求，每种温度条件的测试方法应相同。在进行低温试验时，应适当增加测试点的稳定时间。必要时，可以在一个测试点上连续观察被试传感器示值的变化情况，以示值稳定所需要的时间作为测试点的稳定时间。4.2.2.3

16、数据处理和评定每种温度条件的数据都应单独处理，按照第4.2.1.3条方法和要求进行。任一温度条件的静态测量误差不符合技术指标的要求，都应判定为被试传感器的静态测量性能不合格。若被试传感器技术指标规定了温度系数的具体数值，可用公式（5）计算温度系数Ut： （5）式中： 高温时的系统误差； 低温时的系统误差； 两种温度的平均差值；0以下的温度系数以-30和-10的测试结果计算，0以上的温度系数以10和30的测试结果计算。计算温度系数所用的系统误差，应是被试传感器整个测量范围的结果。若被试传感器技术指标规定了总的温度系数，应以最高和最低温度测试点测量结果给出。同时提供0以上和0以下温度条件的温度系数

17、。0以上和0以下任一温度段或总的温度系数不符合技术指标的要求，都应判定为被试传感器的温度系数不合格。4.3 地面风测量传感器4.3.1 风向传感器起动风速 4.3.1.1 标准器和测试设备风向测量的标准器为圆形刻度盘。刻度盘的直径应不小于20cm，刻线应在圆盘的边沿。刻度盘的刻度应均匀、准确、明显，每10°刻有相应的数字，其刻度应为0360°，分辨力应不大于1 。风向传感器起动风速的试验应在风洞中进行。所采用的风速测量标准器及其安装、测量方法应符合第4.3.3.1条的要求。刻度盘应安装在风洞试验段洞体下面，在靠近刻度盘边沿的地方设置垂线， 垂线对准刻度盘的0（360 ）刻线

18、作为风向0 基准点。 风向传感器应通过中心轴固定在刻度盘中央，其中心轴应垂直于风洞底平面，两者连为一体并能同轴转动。测试时应能固定牢固。4.3.1.2 测试方法和要求a) 静风时，把风向传感器转动至与风向成90 角。缓慢增加风速，当风向传感器开始转动时停止增加，待对准风向时，测定风洞内的风速值。b) 分别使风向传感器置于与风向成15 、45 、315 、345 角，重复第4.3.1.2 a)条的试验。c) 使风向传感器底座转动180 ，重复第4.3.1.2 a)和4.3.1.2 b)条的试验。在每个位置上至少测量三次。d) 发现风向传感器开始转动，但不能维持至对准风向时，应继续增加风速，直至风

19、向传感器能够对准风向，起动风速值应以增加风速后的数值为准。e) 若风速增加至被试传感器规定起动风速的三倍，风向传感器仍不能对准风向，应检查有无卡滞现象。若无卡滞现象，应记录风向传感器指向与风向的夹角，起动风速值应以风向传感器回到这个夹角的最小风速值为准。f) 继续增大风速值，直至所配风速传感器测量范围上限，每间隔5m/s设一个测试点检查风向传感器是否能够对准风向，以及夹角的大小。g) 若风速增加至风向传感器技术指标规定起动风速的三倍，仍不能对准风向，且夹角超过了连续型传感器的一个分辨力或间断型传感器一个分辨力的一半，应进行动态偏角测试。4.3.1.3 数据处理和评定以每个角度正反两个方向每次测

20、量的平均值表示该角度的起动风速值。有一个或一个以上角度的起动风速不符合技术指标的要求，即判定为不合格。若实际的起动风速与技术指标规定的数值很接近，根据标准装置的不确定度不能判定是否合格时，应增加测量次数，直至可以95%概率进行合格或不合格判定。4.3.2 风向静态测量误差4.3.2.1 技术要求机械旋转式风向传感器按照其输出分辨力可分为连续型和间断型两种，应采用不同的测试方法。若传感器的输出分辨力小于3 应作为连续型处理,否则为间断型风向传感器。风向静态测试应在起动风速测试的基础上进行，采用与起动风速测试相同的标准器和测试设备。4.3.2.2 连续型风向传感器a) 调整风向传感器的底座与刻度盘

21、的相互位置，使刻度盘0º对准垂线时，传感器输出为0 ，然后固定好。b) 将风速调整到5m/s，从0 开始，按顺时针方向转动一周，每间隔15 20 取一测试点，记录标准刻度盘的刻度和被试传感器的输出值。c) 按逆时针方向转动一周重复第4.3.2.2 b)条的试验。d) 重复第4.3.2.2 b)和4.3.2.2 3)条的试验，直至每个测试点录取37次数据。e) 风速增加到10m/s，重复第4.3.2.2 b)4.3.2.2 d)条的试验。4.3.2.3 间断型风向传感器a) 调整风向传感器的底座与刻度盘的相互位置，使刻度盘0 对准传感器的零位刻线并固定好。然后使传感器底座与刻度盘整体转

22、动至刻度盘0 刻线对准垂线。注：若被试传感器的零位刻线标明的是风向南（S），调整时零位刻线应与刻度盘180 对齐。b) 调整风速至5m/s，刻度盘从0 开始按顺时针方向转动，待被试传感器的显示值开始改变一个分辨力时，记录刻度盘对应垂线位置的读数。c) 按顺时针方向转动刻度盘，依次确定被试传感器每个方位边界位置刻度盘上的读数。d) 按逆时针方向转动刻度盘，依次确定被试传感器每个方位边界位置刻度盘上的读数。e) 连续进行第4.3.2.3 c)和4.3.2.3 d)条的试验，直至每个方位边界位置得到37次读数值。f) 风速调整至10m/s，重复第4.3.2.3 c)至4.3.2.3 e)条的试验。

23、4.3.2.4 数据处理和评定a) 连续型传感器按照3.2.1方法和要求进行数据处理，按照3.2.3要求评定。b) 间断型风向传感器，应以每个方位边界的标准刻度值分别减去每次测得的实测边界值，得出差值。仍按照第4.3.2.4 a)条的方法进行数据处理和评定。注1：由于间断型风向传感器N方位（或S方位）中心线与刻度盘0 刻线很难调整至重合，可能造成各边界位置的系统误差，应特别注意调整不当造成的系统误差与风向传感器动态偏角相区别。注2：由于连续型风向传感器在测量误差测试时，其动态偏角已包括在风向系统误差中，在计算误差时其系统误差不应再加动态偏角的值。c) 对于间断型传感器，可以利用各边界位置的角度

24、平均值，作出被试传感器每个方位的实际刻度图形。若发现被试传感器各个方位对应的角度范围不一致，应提出改进建议。4.3.2.5 平均风向若被试传感器有专用的显示装置，并能够同时或顺序显示瞬时值和平均值，应在录取瞬时值后紧接着录取平均值的数据。若为算术平均值，每次都应在规定的平均时间过后读数；若为滑动平均值，可在开机后达到规定的平均时间后随时读数。平均风向的测量误差，用测定整机转换、计数、显示或记录系统的计算或转换误差的方法，应特别注意设置风向传感器过0 时的情况。4.3.3 风速传感器起动风速4.3.3.1 技术要求对于机械旋转式风速传感器应测量其起动风速。标准器和测试设备应符合1.2要求。推荐采

25、用一等标准皮托静压管和精密微差压计。计算风速所用温度的误差应不超过±0.2，气压误差应不超过±0.5hPa、湿度误差应不超过±5%RH。皮托管应安装在被试传感器的前上方，其总压孔对准气流的来向，距风洞顶部的距离为风洞垂直直径的1/3，且在风洞体的纵向轴线上，其静压孔距被试传感器感应部分边沿的风洞水平直径的1/2。风速传感器转动到任何角度，在风洞中垂直于气流的阻挡面积，都不应大于风洞试验段横截面积的5%，否则，应进行阻塞修正。起动风速测量之前应在10m/s的风速条件下转动10min15min，以使其转动灵活。风速传感器应固定在风洞试验段底面中心，中心轴垂直于底平面。

26、其感应部分转动时，边沿和风洞壁的距离应大于10cm。4.3.3.2 测试方法和要求风洞内风速从零缓慢增加至感应部分开始转动。测量开始并能维持转动时的最小风速值作为被试传感器的起动风速值，同时记录被试传感器的输出值。起动风速至少应测量3次，每次都应从静风开始，重新进行测试。取每次测量起动风速的平均值作为被试传感器起动风速的测量结果。若实际的起动风速与技术指标规定的数值很接近，根据标准装置的不确定度不能判定是否合格时，应增加测量次数，直至可以95%概率进行合格或不合格判定。4.3.4 风速静态测量误差 4.3.4.1 技术要求 风速静态测量误差的测试应在风速传感器起动风速测试的基础上进行。按照3.

27、1.2的原则选取测试点，确定样本大小和测试方法。实际测试点和规定测试点风速值的偏差不应超过±1m/s。4.3.4.2 测试方法和要求通常采用多循环测试法，从最小风速测试点开始，逐点增大至最大测试点，然后再逐点下降至最小测试点。同一循环应连续作完。对于风速的瞬时值，应在风速稳定2min后录取数据。每次都应录取微差压计的读数和当时的室内温度、气压和湿度值。如果被试传感器配有输出装置并有平均风速值的输出，可以适当延长每次测试的时间，以录取被试传感器平均风速的测量数据。在测量平均风速时，风洞内的风速应保持不变，被试传感器应按照规定间隔时间采样。4.4 气压测量传感器4.4.1 静态测试4.4

28、.1.1 标准装置标准装置应符合第1.2条的要求，推荐采用下列标准器或标准装置。4.4.1.2 技术要求静态测试应在专用气压室内进行，测试时应保持室内温度稳定、均匀，减少空气的流动和扰动，避免阳光直射到被试测品和标准装置上；气压室附近应避免对测量结果有影响的振动源。对于由弹性材料制做的压力传感器，若有较大的迟滞或压力冲击作用可能造成材料的残余变形。应从接近当时自然大气压力的测试点开始，然后按顺序上升或下降。必要时，压力控制系统与传感器之间可串入稳定器，以控制压力变化率不致过大，并使增压或降压时压力变化均匀，无脉动。静态测试前，被试气压传感器应与标准器在自然大气压力条件下进行比较读数，比较读数应

29、不少于6次，间隔10min15min，静态测试后还应进行一次比较读数，两次比较读数的的方法应相同。若发现静态测试前、后的系统误差变量超过被试传感器技术指标规定允许误差限的1/3,应查明原因。4.4.1.3 测试方法和程序按照3.1.2和3.1.3的要求选取测试点和确定样本大小。1010hPa和被试测品气压测量范围的上限和下限必须选取。测试点的实际气压值与规定值的偏差不应超过±0.5hPa。将被试传感器放入气压箱或与标准装置的气路连结，检查气压测试系统连结后的密封性是否符合要求。测试点的稳定时间应符合3.4.1要求，但不应少于1min。每个循环，在每个测试点至少应有两次升、降不同趋势的

30、测试数据。在整个测试过程中，改变压力时的变化速率，应根据被试传感器的迟滞特性确定，但不应超过10hPa/min。当测试时的压力变化速率选定后，每两个测试点间的变化速率应相同。所有测试点完成后，对于由弹性材料制做的压力传感器，应进行弹性恢复特性的试验。先进行测量范围上限压力条件，然后进行下限压力条件的试验。其方法是：改变压力至规定条件并稳定1h 2h，然后迅速放气至自然大气压力，立即录取标准器和被试传感器的读数，以后每10min15hin一次，直至差值稳定。4.4.2 温度影响特性的测试4.4.2.1 要求a) 无论被试传感器技术指标是否规定了温度影响特性的要求，都必须进行温度影响特性测试，以检

31、查温度对被试传感器输出值的影响。b) 测试温度由技术指标规定的传感器温度适用范围确定，一般每隔20取一温度点，至少要进行0和温度适用范围上限和下限值的测试。c) 若技术指标无特殊要求，地面观测仪器使用的气压传感器，温度影响特性的测试只在自然大气压力条件下进行。d) 若技术指标规定了被试传感器在不同压力条件的温度影响特性，第4.4.2.1 b)条规定的每种温度条件，都应进行不同压力的测试，各温度条件的压力测试点的间隔应不大于50hPa，应在全量程均匀选取。e) 若可以判定不同压力对被试传感器的温度特性有明显的影响，而技术指标没有规定，也应进行第4.4.2.1 d)条规定的试验。4.4.2.2 标

32、准装置气压测试应采用静态测试的同一标准器；温度可采用测量误差不超过±0.2的任何温度计测量。测定温度影响特性的设备为温度-压力试验箱或其它恒温箱。温度稳定时，恒温箱内的温度波动不应超过±1，其变化量应连续记录。4.4.2.3 测试方法和程序在利用自然压力条件进行测试时，气压标准器和温度试验箱应安装在同一房间内，相距不应超过2m，其测压基准面与被试传感器感应部分的高度应相同。测试时的室外风速应小于8m/s。温度或温度-压力试验箱内应尽量采用空气的自然循环使温度稳定、均匀。当箱内必须进行强迫通风时，应在停止通风后5min再进行气压读数。按照第3.3.1条计算或估计每个温度点的录

33、取数据的样本大小。各温度点录取数据的样本大小应相同。测试时，应从最高温度点开始，然后逐点下降，直至最低温度点。在进行低于室内自然温度条件的测试时，若试验温度低于室内露点温度，应使被试传感器自然升温或加热后再取出，以防止被试传感器结露（霜）。测试时，被试传感器应与标准器同时读数。在进行不同气压点的测试时，读数的间隔时间应与静态测试相同；采用自然气压条件时，每次读数的间隔时间为10min20min。4.4.2.4 数据处理和评定用以下公式计算被试传感器的温度系数： （6）式中： 气压传感器的温度系数，hPa/； 高温点被试传感器的系统误差，hPa； 低温点被试传感器的系统误差，hPa； 两个温度点

34、的平均温差，。若技术指标有温度系数的具体要求，以计算得到的温度系数作为其是否合格的判据。若试验温度超过两个，应以各温度区间温度系数的最大值判断是否合格。若技术指标没有温度影响特性的具体要求，应计算气压传感器的温度影响量。设被试传感器规定的基准温度为，技术指标要求的温度适应范围上限值为，下限值为，温度系数的平均值为，则温度影响量以公式（7）、（8）计算： （7） （8）被试传感器测量范围上限和下限温度影响量用和分别表示，应取其中绝对值最大的数作为被试传感器的温度影响量。若技术指标没有规定被试仪器的基准温度，采用20作为基准温度。若被试仪器的最大允许误差是否合格以各测试点的总误差进行判定，应以温度

35、影响量与各测试点系统误差之和作为各测试点新的系统误差，重新计算各测试点的总误差。若被试仪器的最大允许误差是否合格以全量程的总误差判定，全量程的总误差应以各测试点附加温度影响量后的系统误差重新进行计算。若进行了不同温度、不同气压测试点的温度影响量测试，应以所有温度条件下，各气压测试点的差值，采用批统计的方法计算被试传感器的测量误差作为是否合格的最终判据。4.5 降水测量传感器4.5.1 阈值和分辨力测试时被试传感器应垂直安装在支架或地面上，承水口应与地面平行，被试传感器应处于测量状态。阈值的测定每次都应在承水口和感应部件处于干燥状态时进行；分辨力分别在1mm和9mm的累计雨量基础上进行。用雨强0

36、.05mm/min缓慢注入承水口，记录所加水量和被试传感器的显示值。阈值和分辨力的测量至少要进行3次，以各次的平均值作为测量结果。固态降水传感器的阈值和分辨力应换算为水，并用水进行测量。降水识别器的阈值，采用向传感器喷水或滴水的方法进行，水滴的大小应符合技术指标的要求。应用实际加入水量给出被试传感器的阈值和分辨力，同时还应给出被试传感器的显示值与实际加入水量的差值。4.5.2 静态测量误差4.5.2.1 标准装置推荐采用雨量标准球或JJ2雨量检定装置。4.5.2.2 测试点和测试方法测试前应检查雨量传感器承水口的直径是否符合技术指标要求，应在成120°的三个方向上进行测量。测试点的选

37、择和样本大小推荐：0.1mm翻斗降水或称重降水采用10mm、30mm，0.1mm翻斗降水采用20mm、60mm。测试用水应采用过滤过的自来水或其他不带漂浮物PH值中性的水来试验。每个测试点0.1mm翻斗降水或称重降水应有1.0mm/min、4.0mm/min两种降水强度条件的测试结果，0.5mm翻斗降水应有4.0mm/min、10mm/min两种降水强度条件的测试结果。4.5.2.3 数据处理和评定标准球容量值以公式（9）换算为传感器的雨量显示值。 （9）式中：h 雨量，mm；L 容量,mL；D 承水口直径，cm。注：承水口直径为15.96cm的雨量计，10mm、30mm雨量对应的容量分别为2

38、00mL、600mL承水口直径为20cm的雨量计，10mm、30mm雨量对应的标准容量分别为314.16mL、942.48mL，其他承水口直径雨量器，应按照（9）式换算。两种降水强度的测试结果有任一种不符合技术指标要求，被试传感器的静态测量误差都应作不合格处理。4.6 辐射传感器的测试4.6.1 辐照度测试4.6.1.1 总辐射辐照度测试总辐射的辐照度测试，是在室外总辐照度大于500 W/m2的条件下进行，将标准总辐射表放在室外平台上，与被校准总辐射表的距离不大于20m；接线柱朝北，清除仪器玻璃罩上的灰尘，调整水平，预热半小时后开始校准。校准一般在地方时9时至15时之间进行，校准时标准表和被校

39、准表进行同步测量；数据采集开始时间为整点，采集时间56h，采样间隔2秒钟，每分钟采30个数平均值作为该分钟的输出值。在测试过程中同时记录当时环境温度，最后给出整个数据采集期间的平均气温。根据采集到的标准表输出的电压值， 用下式计算标准表测量的时累积值Q（MJ/m2， 修约到小数点后二位）： （10）式中：Vi 标准表第i次测量输出的电压值（V）K 标准表的灵敏度（V/（Wm2）按下式计算出被测总辐射表的时累积值的相对误差值，并作为测试结果。 （11）式中： 被校准表测量的时累积值（由自动气象站采集器直接读出）。测试结果处理，当总辐射表的时累积值的相对误差值小于或等于自动气象站给定的技术指标时，

40、视为合格。否则应判为不合格。4.6.1.2 直接辐射辐照度测试直接辐射的校准在室外总辐照度大于500 W/m2的条件下进行，将标准直接辐射表安装在全自动太阳跟踪器上，放在室外平台，与被校准直接辐射表的距离不大于20m，清除仪器玻璃片上的灰尘，对准南北方向，调整水平，辐射表对准太阳，预热半小时后开始校准。校准一般在地方时10时至14时之间进行，校准时标准表和被校准表进行同步测量；采集时间1小时，采样间隔2秒钟，每分钟采30个数平均值作为该分钟的输出值。在校准过程中同时记录当时环境温度，最后给出整个数据采集期间的平均气温。根据采集到的标准表输出的电压值， 用下式计算标准表测量的时累积值I（MJ/m

41、2，修约到小数点后二位）：（12）式中：Vi 标准表第i次测量输出的电压值（V）；K 标准表的灵敏度（V/（Wm2）。按下式计算出被测直接辐射表测量的时累积值的相对误差值 ，并作为测试结果。 （13）式中：被校准表测量的时累积值（由自动气象站采集器直接读出）。测试结果处理，当直接辐射表辐照度时累积值的相对误差值小于或等于自动气象站给定的技术指标时，视为合格。否则应判为不合格。4.6.2 净全辐射4.6.2.1 全波辐照度测试应在白天太阳辐射条件下进行。a) 将标准仪器、被测仪器放在室外平台的特制仪器支架上，一台标准地球辐射表和一台标准总辐射表感应面向上水平安装。一台标准地球辐射表和一台标准总辐

42、射表感应面向下安装，标准仪器接线柱朝北，被测仪器感应头朝南。电测仪表宜放置室内，若在室外，应避免日光直接照射。b) 将标准仪器、被测仪器的遮光罩取下，与电测仪表连接，检查仪器输出值的正负极性、信号大小和稳定性是否正常。c) 将被测仪器的薄膜罩充足气，调整好水平，并在检定环境中放置1h以上（电测仪表应预热0.5h以上），才能进行数据采集。d) 对标准仪器和被测仪器进行同步测量，测量的时间间隔为2秒钟，每分钟采30个数的平均值作为该分钟的输出值。测量时间为（56）h （在地方时9时至15时之间进行）, 同时记录下测量期间的平均气温。e) 测试数据的处理标准全波辐照度 计算公式如下： （13）式中：

43、 总辐射； 大气长波辐射； 短波反射辐射； 地面长波辐射。而： （14）式中：V0 标准地球辐射表热电堆输出值；K0 标准地球辐射表灵敏度； 发射率为1； 斯蒂芬波耳兹蔓常数为5.67×10-8 ；T 仪器的绝对温度。4.6.2.2 长波辐照度测试应在夜间进行,夜间由于短波辐射为零，所以标准长波辐照度 的计算公式： （15）El 的计算见公式（14）。此项测试应在日落后2h和日出前2h之间进行，用向上，向下各一台标准地球辐射表。其他各项准备工作、数据采集和数据处理等项的具体操作和要求，均与全波灵敏度的检定方法相同。用下式计算标准表测量的时累积值I（MJ/m2，修约到小数点后二位）：

44、（16）式中： 标准表第i分钟测量的辐照度（W/m2）。按下式计算出被测净全辐射表测量的时累积值的相对误差值，并作为测试结果。 （17）式中： 被校准表测量的时累积值（由自动气象站采集器直接读出）。测试结果处理，当净全辐射表辐照度时累积值的相对误差值 小于或等于自动气象站给定的技术指标时，视为合格。否则应判为不合格。4.7 日照传感器的测试此项内容在野外考核台站进行。4.8 蒸发传感器的测试4.8.1 测试前准备向蒸发桶内均匀注水，并用测针读取液面的初始值。4.8.2 测试点选择蒸发传感器的测试点为：1mm、5mm、10mm、20mm、50mm。4.8.3 测试方法测试采用定量汲水法。其方法为

45、：从蒸发桶中汲取定量的水，计算模拟蒸发量与蒸发传感器输出的显示值相对比，得到传感器测量误差的结果。4.8.4 数据处理根据蒸发取水量换算出的高度值与传感器测量值，计算误差。4.8.5 测试结果处理测试结果应满足自动气象站给定的准确度指标，否则按不合格处理。4.9 能见度测试4.9.1 静态测试方法和要求即使很好的透射型能见度仪，由于仪器本身的误差和大气粒子散射的不均匀性，其测量误差也是不可忽略的，即气象能见度本身没有计量标准器。其测量准确度的校准通常采用多台同类或不同类仪器，结合人工观测进行动态比对试验。能见度仪的测量准确度是通过动态试验给出的。一般只能作出定性的分析。目前还不能得到精确的校准

46、结果。由于能见度仪都采用光学测量的方法，其静态测试通常是指对光学部分的测试和校准。测试的项目有光发射器的发光强度和接收器的灵敏度等。4.9.2 观测方法和要求由于能见度测量仪器都是智能仪器只要按照其说明书的要求正确安装，并与人同时观测就可以了。比对试验的关键是如何组织人工观测，并保证观测质量。首先必须注意的是，人与人之间观测能见距离的差异是很大的。目前光学计量部门还没有视觉感阈的测量标准和相应的测量仪器。需用实际观测的方法进行考核，应选择合适的天气条件组织所有要参加观测的人员同时进行观测，以选出合适的观测员。用光学的方法测量能见度，大气中不同的反射粒子其回波特性是不同的，不同散射粒子形成的用人

47、工观测方法相同的能见距离，仪器的测量结果可能有较大的差异。例如，对后向散射型能见度仪的试验发现，同一台仪器，海雾回波在150200m可以使接收器达到饱和状态，而在远离海洋的内地，50m左右的能见度其回波才能使其接收器达到饱和，接收器饱和时，仪器显示的能见距离不再增加，这就造成了低能见度的测量误差。对雪、沙尘、霾及其它不同的反射粒子也可能有更大的差异。因此，能见度仪器的动态比对试验，应选不同的散射粒子条件分别进行，试验中对散射粒子的性质和天气状况要作严格的记录。由于人工观测与仪器测量的能见距离，其相对误差的随机分布范围通常很大，必须有大量的数据才能得到统计结果。另外，由于没有能见度的静态测试标准

48、，被试能见度仪的测量性能是否合格，全部依靠动态试验的数据。为了提高合格判定的准确性必须增加比对观测的次数。因此，能见度仪器的比对试验必须录取大量的比较数据。通常情况下，要得到某种特性的数据其测量次数要在百次以上。大气能见度的变化没有一定的规律，有时变化很快，12min录取一组数据就具有独立性，而有时可能几个小时也很少变化，过密的录取数据就没有意义，必须根据实际情况确定录取数据的时间间隔，一般为315min，目前都采用的是10分钟平均值。4.9.3 能见度平均值计算方法在能见度平均值计算时，我们往往会犯一个错误，就是简单的将能见度值进行算术平均，例如有两个能见度测量值（2KM，8KM），我们会错

49、误地认为平均值是5KM（2+8）/2=5），实际上应该为3.2KM（1/2+1/8）/2=5/16，1/5/16=3.2），因为能见度测量的是大气的散射能力，也叫消光系数，在低层大气中，大气消光系数与波长和气象能见度之间的关系可由经验公式（18）表示。 （18）式中：与不同波长对应的大气消光系数； 能见度传感器所采用的发光管光波长；V能见距离。4.9.4 能见度测量结果及评定方法对能见度仪测量准确度的评定与其它气象仪器不同的是必须依据动态比对试验的数据。静态测量的数据只起参考作用。在进行数据处理时，应先进行以下工作：4.9.4.1 对人工观测结果的修正将所有的测量结果都统一到白天能见距离上来。

50、夜间用灯光观测的结果将其分为暗夜、月光、黄昏（拂晓）三种情况，按照地面气象观测规范的要求进行修正。对于三种情况还可以分别给出不同的等级，采用不同的视觉阈值 。然后再由观测时的记录，根据最后一个灯光的明暗程度对观测结果进行数值调整。对于白天能见度的观测结果，也应根据记录对当时的目标物亮度、背景亮度及有无阳光等进行修正，对实际的能见距离进行数值调整。被试仪器的观测结果目前通常只给出气象光学视程（MOR）。人工观测的结果也应换算为MOR进行比较。4.9.4.2 计算人为观测结果的散布在进行能见度的动态比较时，尽管对观测员进行了考核和筛选，由于不同观测员所掌握的“模糊”程度不同和能见度观测本身的不稳定

51、性，人与人之间的误差是很大的。统计结果表明，人与仪器观测之间的随机误差，通常有三分之一的分量是人与人之间观测结果的散布造成的。其计算方法是将对每次同时观测的结果分别求出每两人之间的差值，然后求取每两人之间的系统误差和随机误差，一组观测员观测的随机散布用所有观测员的平均值与每个人之间的差值表示。通常用所有差值的标准偏差表示人为观测结果的散布。4.9.4.3 计算人工观测与仪器观测数据间的相关系数对于能见度的观测，人与仪器之间往往有较大的系统误差和随机误差，单从其数值上很难分清它们之间的关系，因此，一般要用相关统计的方法，计算人与仪器同时观测能见度时，其数据间的相关系数。一般认为，相关系数在90%

52、以上，仪器与人的观测数据就具有可比较性，可以用修正的方法使两者一致，同时应给出修正系数。如果相关系数在90%以下，则说明被试测品观测的能见距离是有问题的，即可能有某种原理或计算方法方面的错误，必须查明原因。4.9.4.4 计算不同天气条件误差的散布不同天气条件一般指不同的散射粒子条件。不同散射粒子一般要分雾、沙尘、霾、降水、降雪等不同情况，将不同条件下与人的观测结果进行比较。在进行不同地点的动态比较时，还应统计相同散射粒子条件时不同地点的统计结果。通过统计可以列出各种分析表格，进一步进行比较，以找出不同条件的差异，从而得到被试测品能见度仪的各种特性，必要时提出进行不同天气条件修正的建议。在给出

53、人工观测与仪器观测的比对结果时，应以多人的平均值作为标准值，求得被试仪器的差值并进行统计。由于能见度测量仪器还处于研究阶段，其测量原理和基本概念都是不完善的。因此，对被试能见度仪的测量性能是否合格的评定，不要只凭直观数据的比较结果就得出结论，应考虑是否可以修正及与人工观测数据是否相关。只要修正后符合要求，而相关系数在90%以上，就应认为是合格的。4.10 土壤水分传感器测试4.10.1 标准装置标准装置应符合1.2.1条的规定。推荐采用高精度的土壤水份测量仪在安装现场进行标定测试或者采用烘干法对比测试。4.10.2 技术要求 测试点的选择和稳定时间及录取数据的具体方法应符合3.1.3的要求。在

54、空气中（相当于0%点）和放到纯水中（相当于100%点）必须作为测试点。规定测试点与实际测试点的偏差应不超过5%。测试中，标准土壤水份测量仪和被试传感器所买埋放的高度要一致，也就是说尽量避免测量环境带来的误差，否则应采取预处理或过渡措施。测试一定要在土壤湿度传感器跟土壤充分接触后进行，建议至少有一次降雨过程后进行，但要避免在雨刚过后进行，也不宜在大风干燥的季节进行，这样取得的样本到到达称重时会失水过多，因为这样会使环境误差加大。4.10.3 测试的方法和程序应首先选择能代表当地土壤土质的地方安装传感器，并使传感器跟土壤充分接触。然后用取土钻取土，用烤箱烘干法进行对比测试或者用标准土壤水份测试仪标

55、定。无论采用哪种测试法，至少要测量两个不同湿度的点，这个点低点应在萎调湿度附近进行，高点在田间持水量湿度点附近进行。这样可以降低修正误差，建议最低测试点不高于10%，最高测试点不低于20%。采用测试对比法重新修正传感器测量值时，测量过程至少比低于2次，并且，这两次测量起码要经过一次天气过程的变化，（至少间隔7天）也就是说需要让土壤湿度有两次周期性的变化，而不是在同一天同一时刻读取多组数据。4.10.4 测量结果的判定在土壤湿度通过两次或三次测量对比修正后，应再等下一次天气过程后，选择一个低点和一个高点湿度进行测量检查，注意检查点湿度值与修正点的湿度值至少差值不小于2%（依据3.1.2的a）条），任意点与标准湿度差绝对值大于规定要