JJG 458-1996 总辐射表检定规程.pdf

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1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程.JJG 458-1996 总辐射表Pyranometer 1996 -03一05发布1996一10一01实施国家技术监督局发布JJG 458- 1996 总辐射表检定规程Verification Regulation of Pyranometer JJG 458-1996 ; !代替JJG458-m6j本检定规程经国家技术监督局于1996年03月05日批准，并自1996年10月01日起施行。归口单位:国家气象计量站起草单位:国家气象计量站本规程技术条文由起草单位负责解释本规程主要起草人:吕文华参加起草人:莫月琴吕淑芳JJG -58-1996 (国家气

2、象计量站)(国家气象计量站)(国家气象计量站)JJG 58-1996 目录一技术要求(1 ) (一)外观(1 ) (二)性能参数(1 ) 二检定条件(2 ) 二检定项目和检定方法(2 ) (一)外观检查(2 ) (二)性能参数的测量和检起(2 ) 四检定结果的处理初检应用期(8 ) 附录l主内检定设备(9 ) 附录2太阳高度角的计算(12)附录3温度误差的测定(13)附求4检定证书(背面)格式(1日JJG 458- 1996 总辐射表检定规程本规程适用于新制造、使用中和修理后的工作级热电式总辐射表(以下简称总辐射表)的检定。技术要求(一)外观1 感应面平整，涂层均匀、牢固、不反光，无斑迹、裂纹

3、、脱落和异物附着等。2 感应i自j与光阑表面应卉平，间隙应适当。3 破璃罩间走环的上沿与光阑表凶i齐平，玻璃罩与固定环应同心，封装剂不能高出固定环的上沿。4 破璃罩密1t良好，玻璃罩内表面不得有水汽凝结。5 玻璃罩!早薄均匀，元明显的气泡、气丝、斑点、划痕、水纹、结石等缺陷。6 T燥器固定出牢固、密封，便于更换。7 仪器遮光罩(保护罩)应松紧合适，取下和盖上都方便。8 仪器遮光罩和防辐射板外表面应为白色。9 仪器的引出线所有固定的正、负极标记。10 水准器平面应与!出f在面平行，水平调整螺钉能灵活转动，Jj(准器中的气泡应便于观看。11 仪器l也有水久性铭牌.，宁迹清晰。12 仪器表剧的保护层

4、中国、均匀，不得有脱落、锈蚀等缺陷。(二)性能参数13 热电堆与仪器表体之间的绝缘也l咀关1Mn 14 内阻800n (感应由为33CII12的大空辐射表内阻值范围为3040n)15 过敏皮允许范围J研制造的:使用中和修用后的: 稳定忡/研制造的年稳应性30.，四周空旷，仪器感应面以上没有任何障碍物。b.人射光线与仪器感应面垂直时辐照度500W 1m2 0 C.空气温度(20:t10) C ，风速500W 1m2 0 C.室温(20土10)C，相对温度3s时，应将该数据删除。数据删除后，应重新计算鸟，F和K值。29.4 室外灵敏度的检定也可以用标准直接辐射表为标准仪器，用遮挡一照射交替的方法。

5、30 灵敏度的室内检定30.1 检定程序30. 1. 1 打开电测仪表和太阳模拟器，调节光源强度，使照射到标准仪器感应面上的幅照度达到规定的要求，并将转架转到50.(相当于太阳高度角50.)，稳定0.5h后，把标准总辐射表(要以同类型的仪器为标准)放在工作台上，放置的方位相当于室外检定时接线牲朝北。调整好水平，消除玻璃罩上的灰尘，与电测仪表连接，检查仪器输出值的正负极性、信号大小和稳定情况。30. 1.2 照射5min盖上光罩，待零位稳定后，读取苓位值。取下仪器遮光罩，照射5 min，然后进行第一组标准仪器的10次读数，各次读数时间间隔lO- 15 s (以下各读数与此相同)。30. 1. 3

6、 将工作台度盘转动180.，等5min后进行第二组标准仪器的10次出数。取下标准仪器。30. 1. 4 将被检仪器放在工作ft，放置的位置和方位与标准仪器战初j放置的位置相同。调整好水平，清除玻璃罩上的灰尘，与电测仪-k连接，检企仪;搭输出值的正负极性、信号大小和稳定情况。30.1.5 注行被检仪器第一细读数，其他土J30. 1 .2力法相|叫30. 1.6 将工作台度盘转zJ180.，等5min后进行被检仪器第二组议:数。益上这光21.待零位稳定后，读取其零t.值。取下被检仪器。30. 1. 7 再将标准仪器放在工作台上，近行标准仪器的第J组读数，其他与30.1.2)i 法相同。30. 1.

7、 8 将工作台转动1i) ，等5min后进行标准仪榕的第四细读数在卜这光罩，r、于零位稳定后，i实取零位值。并记成下车温。30.2 数据处理30 . 2. 1 按下式计算标准仪器第一组租第二组测量数据平均(A: 4 JJG 458-1996 A = A + A 2 一-2 (6) 式中:A , A2一一分别为标准仪器第一组、第二组10次读数经零位修正后的平均值。30 .2.2 按下式计算被检仪器第一组和第二组测量数据平均值13:(7) 式中:B , B2一一分别为被检仪器第一组、第二组10次读数经零位修正后的平均值。30.2.3 按下式计算标准仪器第二组和第四组测量数据平均值A:AA3十A4一

8、一2 (8) 式中:A3 A.一一分别为标准仪器第三组、第四组10次读数经零位修正后的平均值。30.2.4 按下式计算被检仪器灵敏度K:(9) 式中:K。一一一标准仪器的灵敏度，y.w一L.m2030.3 灵敏度的室内检定也可在积分球内进行。室内检定设备也允许使用其它光源，如鸽丝灯等。31 稳定性稳定性用灵敏度的年变化率也来衡量，按下式计算:% 。OV IA L-L 一K 叭AU(10) 式中:K一一仪器的原灵敏度;K2一一新检定出的灵敏度。32 响应时间测量:32.1 将总辐射表放在室外平台或空内检定设备的工作台上，与电测仪表连接。取下仪器jffi;光罩.照5min，然后盖上遮光罩，等2mi

9、n后读取苓位值。32.2 取下遮光罩，等5min后迸行i卖数，然后按下式计算出响应时间的测点位置:诀数苓位值测点位置工一一一-一一+零位值100 、JFBA -A ( 32.3 -，t.i.七遮光罩.同时启动秒点，吁电测仪表的瓜值|口l复到测点位置时，按停在j、丘，记下秒表志过的时间，即已成一次i则址。32.4 上述测过应重复3次，取其平均值作为响应时间的测量结果。33 I七线性出差的iMtiiJ新制造的总辐射表巾厂检i二时，山ill行此JJ)测足。5 JJG 458-1996 33.1 测定方法在室内检定设备上测定。仪器的感应面与入射光线垂直，调节太阳模拟器的功率，使辐照度分别为250 W

10、1m2, 500 W 1m2 750 W 1m2, 1 000 W 1m2。在每个测定点上光源稳定15min以上，读数10次，读数间隔及零位读取的方法必要求与室内灵敏度检定相同。33.2 按下式计算各测定点上的灵敏度Kiv Ki = Ei 式中:Vi一一第i个测定点上经零位修正后的仪器读数的平均值;Ei一一第i个测定点上的平均辐照度值。33.3 接下式计算非线性误差L:L = 11一刮阳式中:Ksoo一一辐照度为500W/m2时的灵敏度。34 余弦响应误差的测定新制造和修理后的总辐射表出厂检定时，应进行此项测定。34.1 测定方法在室内检定设备上测定。(12) ( 13) 34.1.1 调整太

11、阳模拟器功率，使得人射光线与仪器感应面垂直时辐照度约为1 000 W 1m2稳定0.5h后把总辐射表放在工作台上，放置位置相当于室外检定时的接线柱朝北。清除玻璃罩上的灰尘，使转架位于90.，即天顶角。二0。，调整仪器水平，与电测仪表连接。34.1.2 照射仪器5min，盖上遮光罩，稳定后读取仪器的零位值。34. 1. 3 取下仪器遮光罩，照射5min后，读取。=O.时的10个数据。34. 1. 4 转动转架，使其位于8= 80. (相当于太阳高度角10.)，保持仪器的水平，等5 min后读取10个数据。34.1.5 按照34.1.4所述的方法，迸行。=60. (相当于太阳高度角30.)测定，然

12、后再次进行。=0。点的测定。34.1.6 盖上仪器遮光罩，待零位稳定后快收仪器零位值。34.2 数据处理34.2.1 按下式计算出各个角度的理论值U:U = Uo cos8 式中:Uo一一两组。=旷的经零位修正后10个数据的平均值;。一一一天顶角。34.2.2 按下式计算余炫响应误差e:(14) JJG 58-1996 o = 11一专Ix阳式中:U。一一分别为e= 80.与e=60。时，经零位修正后的10个读数的平均值。35 方位响应误差的测定新制造和修理后的总辐射表出厂检定时，应进行此项测定。35.1 测定方法在室内检定设备上测定。35.1.1 调整太阳模拟器的功率使得人射光线与仪器感应面

13、垂直时辐照度为1 000 W 1m2，将转架转到刻线为100(即相当于太阳高度角10.)，预热半小时。35. 1.2 把仪器放在工作台上，放置的方位以相当于室外检定时接线柱朝北为rp= 00, 与电测仪表连接，调整水平，清除玻璃罩上的灰尘，照射5min后盖上遮光罩，待零位稳定后读取零位值。35.1.3 取下遮光罩，照射5min后读取=60。方位上的10个数据。35.1.4 接照35.1.3所述的方法，依次进行=900, 120. , 240. , 2700, 300。各点的测定。在各个方位上要保持仪器水平。35.1.5 盖上仪器的遮光罩，待零位稳定后读取零位值。35.2 数据处理35.2.1

14、按下式计算出6个方位测定点的平均值No:(15) N bV门一川170 一-N (16 ) 式中:Ni一一第i个测定点经苓位修正后10个读数的平均值。35.2.2 战下式计算出方位响应误差仁:8伊=Il一是1X 100 (17) 36 温度误差的测定新制造的总辐射表抽样进行此项测店。测1年方法见附录3037 倾斜误差的测定新制适的总辐射表抽样进行此项测定。37.1 测定方法在室内检定设备上测定。37. 1. 1 调整太阳模拟器的功率，使得人射光线与仪器感应面唔且时幅照度为500 W/m2，胁热0.5ho 37. 1. 2 把被测总辐射表牢固地固定在工作台七，与电测仪表连接，调格水平，消除破璃罩

15、t的灰尘，照射5min后盖k遮光罩，待苓位稳定后读取苓价值。37.1.3 取下这光罩，照射5min J门读取仪器。倾斜(即水平位置)HJ的10个数知to37. 1.4 转动转架使仪器倾斜180.，并保悔人射元线与感应面是丘，照射5min后诀取JJG 58- 1996 10个数据。37.1.5 将转架转剧原来位置，照射5min后再次读取仪器水平位置时的10个数据。37.1.6 盖上遮光罩，待苓位稳定后读取其零位值。37.2 数据处理37.2.1 按下式计算两次00倾斜时的平均值vo:V = v01 + V02 。-2 式中:V01 V02一一分别为两次0。倾斜时经零位修正后仪器10个读数的平均值

16、。37.2.2 按下式计算180。倾斜时的误差OIIlO:0180 = 1I一导1X 100% 式中:V180一一180。倾斜时，经零位修正后仪器10个读数的平均值。( 18) (19) 37.3 对于有某一特定倾斜角度要求使用的总辐射表，可按上述方法对这一特定倾斜角度进行误差测定。四检定结果的处理和检定周期38 经检定合格的总辐射表发给检定证书。检定证书的格式见附录4039 经检定不合格的总辐射表发给检定结果通知书。40 检定周期新制造的一般为1年。使用中的一般为2年。修理后的总辐射表必须进行重新检定。8 .J.JG 458-1996 附录1室内检定设备1 本设备(如图所示)用于总辐射表的室

17、内灵敏度检定、非线性误差、余弦响应误差、方位响应误差、倾斜误差等性能的测定。3 4 3 2 辐射仪器室内检定设备尽意图l一懊拟揣72体;2 光源-4-;J一平剧反射锐;4一积分器简;5-1住内透锐;6一平向反射锐;7-_L作台;H一平衡lii:; 9一转怦;10一减速箱;11一-成i台机构;12一框架2 主要技术指标如下:2.1 有效辐照面积100100mm2; 2.2 最大辅!自度1200 W 1m2 (在250W/m2以上连续可调); 2.3 幅照不均匀度土1% (80内); 2.4 辐照不稳定度运主0.5%; 2.5 Jt束准在角士2.5(,16 ; 2.6 光话辐照度分布:按l斗标八级

18、八Ml.5太阳光诺匹配;8 9 10 11 12 9 JJG -158- 1996 2.7 有效辐照面工作距离:准直透镜距有效辐照国创rnrn，光轴中心距地面向度为12rnrn;2.8 角度转动误差:!:0.050。3 整套设备主要由TM-500F太阳模拟器和检测旋转架(简称转架)两大部分组成。3.1 TM-500F太阳模拟器主要由壳体1、光源、室2、平面反射镜3、光学积分器筒4、准直透镜筒5等部件组成。光源室2内有500W短弧tR灯、椭球国聚光反射镜、调灯机构和轴流风机等。500 W短弧M灯的电源是TM-500F太阳模拟器专用电源(简称TM-500电源)，输出电流稳定度为0.02%，且连续可

19、调。由500WM灯、椭球面聚光反射镜、平面反光镜、滤光片、积分器、负透镜、准直透镜等共同组成的光源，可以发射出均匀、稳定、符合AM1.5太阳光谱的平行光束(由缸灯发出的光，经椭球面聚光镜汇聚并反射，经平面反射镜反射到积分器上，在积分器人射端形成一个对称的辐照分布，这个分布被积分器各光通道对称分割叠加成像，再经准直透镜后成像的其后焦面上，经平面反射镜，从而在工作面上得到一个均匀辐照面)。3.2 转架主要由平面反射镜6、工作什7、平衡陀8、转臂9、减速箱10、离合机构11和框架12等组成。经平面反射镜6，将太阳模拟器发射出的平行光束反射到工作台7上。工作台7由转盘和升降机构组成。转盘周边上刻有分度

20、为1。的360条分度线，每10。应标明相应度数值。升降机构可对工作台的高度进行调整，升降机构并刻有1mm的40条刻线，每10 mm应标明相应数字。转臂9由步进电机和蜗轮、蜗杆组成的减速箱10带动，可进行自动和手动旋转。中心部位装有平面反光镜6，两端分别装有工作台7和平衡眩8，它由减速箱10的输出轴带动旋转，并配有指针，转臂中心的后部装有分度为1。的360条分度线的阴盘，每10。应标明相庇度数值。离合机构11由上下两轮和钢带组成。当上轮的螺钉A和下轮的螺钉B锁紧，螺钉C松开时，转架的转动范围为:!:900，当转架转动时，工作台始终处于水平状态。巧上轮的蝶、钉A松开，下轮的螺辛J , C锁紧时，可

21、转功3600，当转架转动时工作台庐l定不4)J。3.3 检定设备必须经过调整，使之符合上述技术要求。3.3.1 采用激光自准讼，调整调节机构、反光镜等部件，使得经过透镜5射出的光束是平行沌束;当转臂9位于900时，平行:Jt束的轴线应与工作台7的中心重合。3.3.2 新安装的或更换过饭灯、透镜和反射镜等部件的检定设备要进行辐照不均匀度、辐照不稳、应度和展大辐照度的检查。检查方法参照中华人民共和国国家标准太阳模拟器通用规范(GU/丁12637-1990)。4 操作方法4.1 点燃侃灯4. 1. 1 将太阳校拟器的TM-500电视供水冷去11。.J.JG 458- 1996 4.1.2 将功率旋钮

22、调至最小位置。4. 1.3 按下供电按钮，供水指A灯亮。4.1.4 按下启动按钮，指示灯亮。4.1.5 触发点灯。首先调整功率调节旋钮，调1-1.5圆，电压表揭示32V，这时快速按下触发按钮，时间小得超过1S，灯点燃后再调节功率调节到所需的功率。4.2 灵敏度检定，余弦、)i位响应测定使肉合机构11的上轮螺钉A锁紧，下轮螺钉H锁紧，螺钉C松开。这时，转架转功时，工作台L的仪器处于使用时的水平状态，J根据测定的项目转到所甫的角度。然后按各内的方法进行检定与测定。4.3 倾斜响应的测定使离合机构11的上轮螺钉A松开，下轮螺钉且，C锁紧，这时，工作台固定不动，转架转动时，使得光线始终与工作台七仪器的

23、感应而相垂庄，可根据布要转到所;后的角度。然后按测方法进行测定。4.4 T作完毕后关灯。把功率调节旋钮调至最小，然后按停止钮，稍候可天断供电按钮，停止供水。11 JJG 58- 1996 附录2太阳高度角的计算对于一给定的地理位置，一年中的日期和一天中的时间，可由下式计算出太阳高度角h.sinh - sin 功.sin十cos cos . cosT() 、EE，-EE凰/，t、式中:一一当地纬度;8一一太阳赤纣; T。一一太阳时角。以弧度为单位的太阳亦纬口J用下式求出:= 0 . 006918 - 0.399 912 cosOo + 0.070 257 sinOo - 0.006 758 co

24、s 20( + 0.000 908 sin 200 (2) 式中:00 = 2rcd /365 (以弧度为单位);或00= 360d,/365 (以度为单位)，dn为大数，以1月1日起算为0，2 H为1，其余类推;12月31H对于平年为364，对于闰年为3650 式(1)中的To按下式计算:T() = (丁。一12)x15 (以度为单位，取小数点后一位)式中:T() = Lt + Eq = ct十L十五1; Lt一一地方平均太阳时(地平时); Ct一一地方标准时CMl2S:M)，中国以1200E地方时为标准;Lc一一一经度订IE(每度4min)，如果地方f午圈在标准子午圈的尔边，则Lc为正，反

25、之为负;(3) Eq一一时差。计算以分钟为单位的Eq可用下式:Eq二0.0172+ 0.428 1 cosO。一7.3515 sinOo - 3.349 5 CS 200 - 9.361 9 sin 200 式l1I:OOYJ式(2)中的相同。(4) 12 JJG 458- 1996 附录3温度误差的测定l 设备1. 1 辐射仪器温度测试箱温度范罔:一40. 0 - + 40 . 0 t 控瓶精度:土0.5飞、?品度场的均匀件:土0.5飞1 .2 1、M-500F太阳模拟器(或具有相同性能的设备)技术指标见附录101.3 0.05级、分辨率llLV的数宁也)-f二;l.4 监视JIj 11:接

26、辐射表。2 测定条件2. 1 i则应工作在暗在中迸行。检应员W.穿探位工作服c2.2 内照射到被测仪器感应l时L的制!任度成注:500W 1m2 0 2.3 温度箱内山保抖干燥，在整个温度测定也出内，测试区及进;t窗门破璃上不得山现第或结涵现象。2.4 温度测试箱内放置仪器的支撑面由绝热材料制成，支撑物小应随温度的变化引起位匠的改变。3 测定方法3.1 iWJi:削l主:在一40- + 40 c他III内，洲冠二点分别为-40 C , - 20 t , 0 t , + 20 t : , + 40飞、3.2 将被测仪器放盯在温度测试柏i1人j，使仪部的感山l自j中心jjiM与箱体面门中心电台。3

27、.3 将监测仪部放ivfrwd皮试扮相外人射光妮的边缘处，并回iiJH3.4 将*fiI材Ylr，tJ艾调节主IJ肉也lJi并稳jL1 h以上3.5 月:):光源，使光斑巾心IJ仪器感应1M11 心E介J总比1口照射5min 七整个切mi:过程1它们的相对位置保付小变n3.6 川Jit1E光饭dri1-.测试衍ill;tf门，向被测仪榕的苓位稳定后诀i驭只苓dL，3.7 1主川;AEjt板.稳5 min ),-;. lIj岁出1&被测仪器与监测仪器的输出的，共诀i仅10伙，队:I制为1015日，3. g Il次i史以车位，力-r2;1j 3.6相|叶、3.() 将RItl山训轮到rF一个测4点

28、，测i:力1tIj -.以相nj.4 数知处51H-+.1 f安1;:分别1rrn2()飞、H，j，监测仪揣的民数千13jliF1201Jjr止各iMtiiLIJJLlltaM仪桦的出数千均他川，的比的札:13 .J.JG -458-1996 K. = 1120 一-rl; 、E，tEEA J，、4.2 按下式计算出各测定点的温度修正系数F;:N F二F JV20f (2) 式中:N;一一第1个测点上被测仪器读数减去相应零位值后的平均值;问。一一在+20 c测定点上被测仪器读数减去相应苓位值后的平均值。4.3 按下式计算被ryW仪器的温度误差品:, = 11 -F; 1 x 100% 注:被测

29、仪器的温度A数C，按下式计算:(3) JNT 式中:Rn , Rn-一分别为减去相应零点后的相邻两测定点10个被测仪器与监测仪器输出值之比T T2一一一分别为相邻两测定点的温度。14 附录4.J.JG .tSIi-199ll 检定证书(背面)格式1 :.R敏度ItY w-lm2 (检叫温度2内阳台f.3 日向f也n-JllJ(99%) 4 非线性误差YfJ5 温度误是:;5% 6 余弦响应误差太阳高度角10飞了Oj:;10% 太阳l句!主角30t M5% 7 方位iA:227%。E元(太阳刮度角100Hj对平均伯的fMlX:J8 倾斜(11300)i吴先3(! 9稳性新市1)边的年总性气5%使用中的州年稳、仲、S%飞)15 中华人民共和国国家计量检定规程总辐射表JJG 458- 1996 国家技术监督局颇布* 中国计量出版性出版北京秘乎息网街叩2号邮政编J00013 IU (010)64275360 t求市地鑫印刷厂印刷新华书店北京发行所发行版权所有不得翻印母880 mm X 1230 mm 16开水印张1.25宁数22手寸tJ996年3月第1版2001年9月第2次印刷j印数1001 - 2 000 统一书号155026- 1442 定价:15.00元