[发明专利]用于日照计的高精度自动标定装置的校准方法

说明书

一种用于日照计高精度自动标定装置的校准方法，针对高精度自动标定装置中的直接辐射模拟系统、散射辐射模拟系统和日地位置调节系统，利用辐照计Ⅰ、辐照计Ⅱ、辐照计Ⅲ、辐照计Ⅳ、经纬仪、光谱仪和23面体，通过标准的辐照不均匀度、辐照不稳定度和太阳高度角计算公式，建立了用于日照计高精度自动标定装置的校准链，实现了用于日照计高精度自动标定装置的高精度校准。

技术领域

本发明涉及气象探测领域，尤其涉及一种用于日照计高精度自动标定装置的校准方法。

背景技术

目前，我国针对日照计的校准方式主要是采用标准直接辐射表与待校准日照计在室外进行对比测量，但受天气情况的影响，测量时间较长，且测量结果的连续性与准确性不高。随着日照计的逐渐发展与普及，传统的校准方法已难以满足目前的校准需求。

为了克服现有技术存在的问题，提出了一种用于日照计的高精度自动标定装置的校准方法，该方法具有可溯源性，且操作简单、方便，测量结果可靠。将该校准方法应用于日照计的高精度自动标定装置中，可有效提高自动标定装置的测量准确性，进而保证日照计的测量不受天气变化影响，可在室内环境下完成，并有效提高日照计的校准效率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种用于日照计高精度自动标定装置的校准方法。针对高精度自动标定装置中的直接辐射模拟系统、散射辐射模拟系统和日地位置调节系统，利用辐照计Ⅰ、辐照计Ⅱ、辐照计Ⅲ、辐照计Ⅳ、经纬仪、光谱仪和23面体，通过标准的辐照不均匀度、辐照不稳定度和太阳高度角的计算公式，建立了用于日照计高精度自动标定装置的校准链，实现了用于日照计高精度自动标定装置的校准。其中，用于日照计高精度自动标定装置的校准结果可溯源到中国计量院对辐照计Ⅰ、辐照计Ⅱ、辐照计Ⅲ、辐照计Ⅳ、经纬仪、光谱仪以及23面体精度的校准结果。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：提出一种用于日照计高精度自动标定装置的校准方法，针对高精度自动标定装置中的直接辐射模拟系统、散射辐射模拟系统和日地位置调节系统，分别进行高精度校准,并建立高精度自动标定装置的校准链。

其中，直接辐射模拟系统由太阳模拟器和连接机构组成，可提供具有一致性的太阳辐照，且根据日照计的测试需求，太阳模拟器的辐照度模拟范围为100W/m²-1353W/m²，辐照不均匀度优于±10％，辐照不稳定度优于±1％/h，辐照面积为Φ180mm，太阳准直角±1°，光谱模拟精度优于AM1.5A级标准。

针对直接辐射模拟系统进行校准时，需要对其辐照度、辐照不均匀度、辐照不稳定度、太阳准直角以及光谱匹配度进行校准。具体的，采用环形等角采样测试法在辐照面范围内，从中心到边缘选取9个特征点进行测量，将直接辐射模拟系统的辐照度从1353W/m²至100W/m²间隔200W/m²进行采样，利用辐照度计Ⅰ测试所述特征点的模拟数值。

通过标准计算公式(1)，计算所述辐照不均匀度ε₁的校准值；

式中，E’_max——辐照面内辐照度的最大值；E’_min——辐照面内辐照度的最小值。

经校准，直接辐射模拟系统的最大辐照不均匀度为8.61％。

通过标准计算公式(2)，在一小时内每隔5分钟，对特征点进行一次测试，计算所述辐照不稳定度的校准值。

式中，E_max——辐照面内辐照度的最大值；E_min——辐照面内辐照度的最小值；——平均辐照度；T——时间间隔；ΔE——辐照面内辐照度的变化量。

经校准，直接辐射模拟系统的最大辐照不稳定度为0.97％。