JJF(陜) 035-2020 雨滴譜式降水現(xiàn)象儀現(xiàn)場校準(zhǔn)規(guī)范

JJF(陜11-16發(fā)布2021-02-16實(shí)施JJF(陜)035-2020FieldCalibrationSpecificationofRaindropSpectralPrecipitationPhenomenonInJJF(陜)035－2020JJF(陜)035－2020JJF(陜)035-2020JJF1071-2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF10本規(guī)范參考了GB/T37467-2019《氣象儀器術(shù)語》的部分內(nèi)容，并結(jié)合雨滴譜式降水現(xiàn)象儀實(shí)際生產(chǎn)和使用情況，對其具體技術(shù)指標(biāo)和校本規(guī)范適用于雨滴譜式降水現(xiàn)象儀(以下簡稱“降水現(xiàn)象儀”)的現(xiàn)場校準(zhǔn)。2引用文件GB/T37467-2019氣象儀器術(shù)語凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1雨滴譜儀disdrometer對降水進(jìn)行采樣，以獲取降水粒子形狀大小、運(yùn)動速率以及滴譜分布等降水參數(shù)的儀器。在一定的天氣條件下，發(fā)生在大氣中、地面上通過雨滴譜儀觀測的毛毛雨、雨、雪、雨夾雪、冰雹等5種天氣現(xiàn)象。降水現(xiàn)象儀是一種基于激光衰減原理設(shè)計的降水現(xiàn)象自動觀測儀器，可全天候觀測所有類型的降水現(xiàn)象。降水現(xiàn)象儀既可以作為單獨(dú)的傳感器掛接在自動氣象站或綜合觀測系統(tǒng)中，又可以配備采集器作為觀測儀獨(dú)立使用。降水現(xiàn)象儀的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。JJF(陜)035-20202(a)—設(shè)備實(shí)物圖(b)—激光示意圖處理單元處理單元雨滴譜儀數(shù)據(jù)采集器激光發(fā)射裝置激光接收裝置溫控裝置圖2降水現(xiàn)象儀組成結(jié)構(gòu)圖表1降水現(xiàn)象儀計量特性計量特性技術(shù)指標(biāo)降水粒子等效粒徑示值誤差±0.4mm降水粒子速度示值誤差±0.2m/s注：以上技術(shù)指標(biāo)不用于合格性判別，僅供參考。表2測量標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)測量標(biāo)準(zhǔn)名稱主要技術(shù)指標(biāo)降水模擬標(biāo)準(zhǔn)裝置粒子等效粒徑范圍：2.1mm~21mm，等效粒徑誤差：±0.06mm粒子速度范圍：0.6m/s~16m/s，速度誤差：±0.03m/s37校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1降水粒子等效粒徑示值誤差校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇：降水粒子等效粒徑一般選擇包含降水現(xiàn)象儀下限、上限和中間點(diǎn)在內(nèi)的4粒徑應(yīng)配合4個降水粒子標(biāo)稱速度(2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s)分別進(jìn)行測量。同降水粒子等效粒徑進(jìn)行校準(zhǔn)，選取1種標(biāo)稱速度對等效粒徑進(jìn)行10次重復(fù)測量，取10次測量平均值作為校準(zhǔn)結(jié)果。按相同方法，在其他3種速度下對粒徑進(jìn)行測量。降水粒子等效粒徑示值誤差數(shù)據(jù)處理見公式(1)。ds——各校準(zhǔn)點(diǎn)等效粒徑標(biāo)準(zhǔn)值，mm。7.2降水粒子速度示值誤差降水粒子速度示值誤差數(shù)據(jù)處理見公式(2)。8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的降水現(xiàn)象儀出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)證書的JJF(陜)035-20204建議復(fù)效時間間隔不超過1年，由于復(fù)校時間5降水粒子等效粒徑示值誤差的不確定度評定示例A.1測量模型降水粒子等效粒徑示值誤差△d——各校準(zhǔn)點(diǎn)等效粒徑示值誤差，mm;d——各校準(zhǔn)點(diǎn)等效粒徑平均值，mm;d?——各校準(zhǔn)點(diǎn)等效粒徑標(biāo)準(zhǔn)值，mm。對式A.1的各分量求偏導(dǎo)，得到各分量的靈敏系數(shù)A.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源和評定A.2.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定A類不確定度來源于儀器測量的重復(fù)性，可通過連續(xù)測量得到，用A類方法評定。本次測量選用一臺HY-P1000型的降水現(xiàn)象儀，降水粒子等效粒徑校準(zhǔn)點(diǎn)：2.4mm、4.3mm、9.5mm、21mm,降水粒子速度校準(zhǔn)點(diǎn)：2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s,每個點(diǎn)重復(fù)測量10次，結(jié)果如表A.1所示。6JJF(JJF(陜)035-2020表A1降水粒子等效粒徑示值誤差試驗(yàn)結(jié)果示值誤差（mm）020020020020等效粒徑校準(zhǔn)值（mm）平均值449449449449示值256257256256448448449448示值256257256257448450450449示值256256257257448450450448示值257257256256449448448450示值257257256256448449449449示值256256257256450448450450第4次示值448448448示值256257256256448448448449第2次示值257256256256449449448450示值448448449448標(biāo)準(zhǔn)值粒子速度（m/s）等效粒徑（mm）23823823823842942942942994794794794720932093根據(jù)貝塞爾公式，得到單次測量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s:實(shí)際測量中，以10次測量的平均值作為測量結(jié)果：uA(d)=s(d)=s/vn,等效粒徑(mm)粒子速度(m/s)標(biāo)準(zhǔn)偏差S(mm)測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(mm)8JJF(JJF(陜)035-2020000100010002000100020002000200020004000300050004000700070007000594794794794720932093209320939由于各分量之間相互不相關(guān)，各分量靈敏系數(shù)為1或者，降水粒子等效粒徑合成標(biāo)準(zhǔn)不降水粒子等效粒徑合成不確定度和擴(kuò)展不確定度如表A.3所示。等效粒徑(mm)粒子速度(m/s)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(mm)擴(kuò)展不確定度U(k=2)JJF(陜)035-2020降水粒子速度示值誤差的不確定度評定示例B.1測量模型降水粒子速度示值誤差△v——各校準(zhǔn)點(diǎn)速度示值誤差，m/s;v——各校準(zhǔn)點(diǎn)速度平均值，m/s;對式B.1的各分量求偏導(dǎo)，得到各分量的靈敏系數(shù)B.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度的來源和評定B.2.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評定A類不確定度來源于儀器測量的重復(fù)性，可通過連續(xù)測量得到，用A類方法評定。本次測量選用一臺HY-P1000型的降水現(xiàn)象儀，降水粒子等效粒徑校準(zhǔn)點(diǎn)：2.4mm、4.3mm、9.5mm、21mm,降水粒子速度校準(zhǔn)點(diǎn)：2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s,每個點(diǎn)重復(fù)測量10次，結(jié)果如表B.1所示。JJF(陜JJF(陜)035－2020表B1降水粒子速度示值誤差試驗(yàn)結(jié)果示值誤002003002005002003002005003003002005002003粒子速度校準(zhǔn)值（m/s）平均值342702342702202342342示值202342342702202342343示值342342202343202342示值343702342702343702202342示值343202343202343702342示值342202343202342342示值342702202342702202342702202342第4次示值202342342702202342342示值202342342202342342第2次示值202342702342342342示值342202342342343標(biāo)準(zhǔn)值粒子速度（m/s）等效粒徑（mm）23823823823842942942942994794794794720932093根據(jù)貝塞爾公式，得到單次測量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s:等效粒徑(mm)粒子速度(m/s)標(biāo)準(zhǔn)偏差S(m/s)測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度(m/s)JJF(JJF(陜)035－202000020002000200020002000100020002000500050005000500050004000500059479479479472093209320932093由于各分量之間相互不相關(guān)，各分量靈敏系數(shù)為1或者，降水粒子速度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定取包含因子k=2,擴(kuò)展不確定度計算公式如下所示：降水粒子速度合成不確定度和擴(kuò)展不確定度如表B等效粒徑(mm)粒子速度(m/s)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(m/s)擴(kuò)展不確定度U(k=2)JJF(陜)035JJF(陜)035－2020