JJF(陕) 035-2020 雨滴谱式降水现象仪现场校准规范

JJF(陕11-16发布2021-02-16实施JJF(陕)035-2020FieldCalibrationSpecificationofRaindropSpectralPrecipitationPhenomenonInJJF(陕)035－2020JJF(陕)035－2020JJF(陕)035-2020JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF10本规范参考了GB/T37467-2019《气象仪器术语》的部分内容，并结合雨滴谱式降水现象仪实际生产和使用情况，对其具体技术指标和校本规范适用于雨滴谱式降水现象仪(以下简称“降水现象仪”)的现场校准。2引用文件GB/T37467-2019气象仪器术语凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3.1雨滴谱仪disdrometer对降水进行采样，以获取降水粒子形状大小、运动速率以及滴谱分布等降水参数的仪器。在一定的天气条件下，发生在大气中、地面上通过雨滴谱仪观测的毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹等5种天气现象。降水现象仪是一种基于激光衰减原理设计的降水现象自动观测仪器，可全天候观测所有类型的降水现象。降水现象仪既可以作为单独的传感器挂接在自动气象站或综合观测系统中，又可以配备采集器作为观测仪独立使用。降水现象仪的结构示意图如图1所示。JJF(陕)035-20202(a)—设备实物图(b)—激光示意图处理单元处理单元雨滴谱仪数据采集器激光发射装置激光接收装置温控装置图2降水现象仪组成结构图表1降水现象仪计量特性计量特性技术指标降水粒子等效粒径示值误差±0.4mm降水粒子速度示值误差±0.2m/s注：以上技术指标不用于合格性判别，仅供参考。表2测量标准主要技术指标测量标准名称主要技术指标降水模拟标准装置粒子等效粒径范围：2.1mm~21mm，等效粒径误差：±0.06mm粒子速度范围：0.6m/s~16m/s，速度误差：±0.03m/s37校准项目和校准方法7.1降水粒子等效粒径示值误差校准点的选择：降水粒子等效粒径一般选择包含降水现象仪下限、上限和中间点在内的4粒径应配合4个降水粒子标称速度(2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s)分别进行测量。同降水粒子等效粒径进行校准，选取1种标称速度对等效粒径进行10次重复测量，取10次测量平均值作为校准结果。按相同方法，在其他3种速度下对粒径进行测量。降水粒子等效粒径示值误差数据处理见公式(1)。ds——各校准点等效粒径标准值，mm。7.2降水粒子速度示值误差降水粒子速度示值误差数据处理见公式(2)。8校准结果的表达经校准的降水现象仪出具校准证书，校准证书的JJF(陕)035-20204建议复效时间间隔不超过1年，由于复校时间5降水粒子等效粒径示值误差的不确定度评定示例A.1测量模型降水粒子等效粒径示值误差△d——各校准点等效粒径示值误差，mm;d——各校准点等效粒径平均值，mm;d₃——各校准点等效粒径标准值，mm。对式A.1的各分量求偏导，得到各分量的灵敏系数A.2标准不确定度的来源和评定A.2.1标准不确定度的A类评定A类不确定度来源于仪器测量的重复性，可通过连续测量得到，用A类方法评定。本次测量选用一台HY-P1000型的降水现象仪，降水粒子等效粒径校准点：2.4mm、4.3mm、9.5mm、21mm,降水粒子速度校准点：2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s,每个点重复测量10次，结果如表A.1所示。6JJF(JJF(陕)035-2020表A1降水粒子等效粒径示值误差试验结果示值误差（mm）020020020020等效粒径校准值（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标准值粒子速度（m/s）等效粒径（mm）23823823823842942942942994794794794720932093根据贝塞尔公式，得到单次测量试验标准偏差s:实际测量中，以10次测量的平均值作为测量结果：uA(d)=s(d)=s/vn,等效粒径(mm)粒子速度(m/s)标准偏差S(mm)测量重复性引入的标准不确定度(mm)8JJF(JJF(陕)035-2020000100010002000100020002000200020004000300050004000700070007000594794794794720932093209320939由于各分量之间相互不相关，各分量灵敏系数为1或者，降水粒子等效粒径合成标准不降水粒子等效粒径合成不确定度和扩展不确定度如表A.3所示。等效粒径(mm)粒子速度(m/s)合成标准不确定度(mm)扩展不确定度U(k=2)JJF(陕)035-2020降水粒子速度示值误差的不确定度评定示例B.1测量模型降水粒子速度示值误差△v——各校准点速度示值误差，m/s;v——各校准点速度平均值，m/s;对式B.1的各分量求偏导，得到各分量的灵敏系数B.2标准不确定度的来源和评定B.2.1标准不确定度的A类评定A类不确定度来源于仪器测量的重复性，可通过连续测量得到，用A类方法评定。本次测量选用一台HY-P1000型的降水现象仪，降水粒子等效粒径校准点：2.4mm、4.3mm、9.5mm、21mm,降水粒子速度校准点：2m/s、3.4m/s、7m/s、12m/s,每个点重复测量10次，结果如表B.1所示。JJF(陕JJF(陕)035－2020表B1降水粒子速度示值误差试验结果示值误002003002005002003002005003003002005002003粒子速度校准值（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标准值粒子速度（m/s）等效粒径（mm）23823823823842942942942994794794794720932093根据贝塞尔公式，得到单次测量试验标准偏差s:等效粒径(mm)粒子速度(m/s)标准偏差S(m/s)测量重复性引入的标准不确定度(m/s)JJF(JJF(陕)035－202000020002000200020002000100020002000500050005000500050004000500059479479479472093209320932093由于各分量之间相互不相关，各分量灵敏系数为1或者，降水粒子速度合成标准不确定取包含因子k=2,扩展不确定度计算公式如下所示：降水粒子速度合成不确定度和扩展不确定度如表B等效粒径(mm)粒子速度(m/s)合成标准不确定度(m/s)扩展不确定度U(k=2)JJF(陕)035JJF(陕)035－2020