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基于时漂特性进行GTS12型数字探空仪气压传感器研究

2020-06-02 486 上传者：管理员

摘要：GTS12型数字探空仪是上海长望气象科技股份有限公司在GTS1型数字探空仪的基础上新推出的改进型探空仪，为了测试改进型探空仪贮存一年后气压变量的变化情况，于2018年1月至2018年12月，在中国气象局上海物资管理处探空仪实验室开展了为期一年的改进型探空仪气压传感器贮存性能试验，并对其进行了气压传感器的时漂特性分析。

关键词：
大气探测
改进型探空仪
时漂
气压传感器
气象观测设备
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气象观测具有准确性、代表性和可比较性三个特点[1]。气象观测设备稳定可靠的运行是获取连续稳定的高质量探测数据的重要保障[2]。长海长望科技股份有限公司新推出的改进型探空仪，GTS12型数字探空仪即将投入业务使用，为了测试其气压传感器的性能，有必要对其进行贮存性能试验和气压传感器的时漂特性分析。为了保证试验数据的准确性、权威性和公正性，为期一年的改进型探空仪气压传感器贮存性能试验在中国气象局上海物资管理处探空仪实验室进行测试。

1、测试依据与方法

此次试验，根据中华人民共和国气象行业标准QX/T36—2005《GTS1型数字探空仪》中探空仪气压传感器的测量方法进行。

对气压的测量范围和不确定度（置信水平k=1）要求如下：

气压1050hPa～10hPa

气压大于等于500hPa,-2hPa≤△P≤2hPa;

气压小于500hPa,-1hPa≤△P≤1hPa。

随机抽取5台改进型探空仪进行贮存性能试验。将5台改进型探空仪贮存在相对湿度不大于80%，温度在-10℃～35℃并且没有急剧变化，通风良好和无腐蚀性有害气体，无强烈的机械振动、冲击、强电磁场作用的室内。选取常温和低温（-20℃±2℃）作为测试温度点，选取1000hPa、800hPa、600hPa、400hPa、200hPa、10hPa作为气压测试点。将随机抽取的5台改进型探空仪气压传感器连接到测试工装后置于压温联合控制箱内，进入中国气象局上海物资管理处探空仪实验室气压检测平台软件，将5台改进型探空仪的参数拷入相对应的文件夹，设定温度测试点和气压测试点，单击工具栏运行按钮，系统开始检定，进入实际示值检定过程。系统按照设定的测试点，依次检定。按照预设的测试点参数，压力控制器每到一个检定点时，软件通过读取压力控制器的实时数据和气压标准器的实时数据，来判断设备是否达到稳定状态。达到稳定状态后，软件将自动采集设定的温度值、气压值，并对其进行数据处理。主要是进行标准器修正值的计算（线性内插）和被检传感器误差值的计算[3]。按照上述测试方法，每六个月对改进型探空仪气压传感器性能进行一次复测。

2、时漂特性分析

如图1、图2、图3、图4所示，为5台改进型探空仪贮存前、贮存半年和贮存一年后的气压传感器在常温和低温条件下，各个气压测试点误差值的平均值和标准差的数据变化情况。

图1常温时气压传感器误差值的平均值

图2常温时气压传感器误差值的标准差

图3低温时气压传感器误差值的平均值

图4低温时气压传感器误差值的标准差

5台改进型探空仪贮存前、贮存半年和贮存一年后的气压传感器，在常温和低温条件下，各个气压测试点误差值的平均值和标准差，由于时漂所导致的偏差均有所增大，但都在合格判定区间内。其中，在常温条件下，改进型探空仪的气压传感器在500hPa以上各个气压测试点的误差值与500hPa以下各个气压测试点的误差值相比，变化较大，最大偏差为0.458hPa。在低温条件下，同样存在着500hPa以上各个气压测试点的误差值与500hPa以下各个气压测试点的误差值相比，变化较大的情况。在低温条件下，改进型探空仪气压传感器的测量值与气压标准器示值的最大偏差为0.58hPa。

3、结论

通过在中国气象局上海物资管理处探空仪实验室为期一年的改进型探空仪气压传感器贮存性能试验以及对其进行的时漂特性分析，可以看出，上海长望气象科技股份有限公司新推出的GTS12型数字探空仪，其气压传感器具有很高的准确度。

参考文献：

[1]郭启云,李伟,张玉存.基于第8届国际探空比对试验对GTS1-2型探空仪技术改进与对比分析[J].气象科技,2013,41(3):453-458.

[2]郭启云,赵培涛,张存玉,等｡GTS1型探空仪技术改进对比试验[J].气象科技,2013,41(2):254-258.

[3]王枫,王大旺,武玉龙.探空仪检测实验室气压传感器检测平台介绍[J].农村科学实验,2018.10(576):87-88.

王枫,隋一勇,刘存毅,武玉龙.GTS12型数字探空仪气压传感器时漂特性分析[J].信息技术与信息化,2020(04):114-115.