资料介绍
中华人民共和国国家计量检定规程
JJG 458—2026
总辐射表检定规程
Verification Regulation of Pyranometers
(ISO 9847:2023, Solar energy—Calibration of pyranometers by
comparison to a reference pyranometer, NEQ)
2026‑01‑24 发布 2026‑07‑24 实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布
JJG 458—2026
总辐射表检定规程
Verification Regulation of Pyranometers
归 口 单 位: 全国气象专用计量器具计量技术委员会
主要起草单位: 国家气象计量站
中国气象局气象探测中心
云南省气象计量检定所
参加起草单位: 中国计量科学研究院中国测试技术研究院
本规程委托全国气象专用计量器具计量技术委员会负责解释
JJG 458—2026
本规程主要起草人:
丁 蕾(国家气象计量站)
权继梅(中国气象局气象探测中心)
胡 梅(云南省气象计量检定所)参加起草人:
边泽强(国家气象计量站)
杨 云(原国家气象计量站)
张俊超(中国计量科学研究院)
曾丽梅(中国测试技术研究院)
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目 录
引言 ( Ⅱ )
1 范围 ( 1 )
2 引用文件 ( 1 )
3 术语 ( 1 )
4 概述 ( 2 )
5 计量性能要求 ( 2 )
6 通用技术要求 ( 3 )
6.1 外观 ( 3 )
6.2 标志 ( 3 )
7 计量器具控制 ( 3 )
7. 1 检定条件 ( 3 )
7. 2 检定项目 ( 4 )
7.3 检定方法 ( 5 )
8 检定结果处理 ( 13)
9 检定周期 ( 13)
附录 A 标准总辐射表技术要求 ( 14)
附录 B 太阳高度角的计算 ( 15)
附录 C 总辐射表灵敏度检定记录格式 ( 17)
附录 D 总辐射表零点偏移检定记录格式 ( 19)
附录 E 总辐射表非线性误差检定记录格式 ( 20)
附录 F 总辐射表温度响应误差检定记录格式 ( 21)
附录 G 总辐射表方向性响应误差检定记录格式 ( 22)
附录 H 总辐射表倾斜响应误差检定记录格式 ( 23)
附录 I 检定证书/检定结果通知书检定结果页格式 ( 24)
Ⅰ
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引 言
JJF 1002 《国家计量检定规程编写规则》、 JJF 1001 《通用计量术语及定义》、 JJF 1059. 1 《测量不确定度评定与表示》 共同构成支撑本规范修订工作的基础性系列规范 。
本 规 程 参 考 了 GB/T 19565—2017 《总 辐 射 表》 和 ISO 9847: 2023 《太 阳 能 用标准总辐射表比对的方法校准总辐射表》(Solar energy—Calibration of pyranometers by comparison to a reference pyranometer) 对 JJG 458—1996 进 行 修 订 。 与 JJG 458—1996相比 , 除编辑性修改外 ,本规程主要技术变化如下:
——增加了 “ 引言”、“引用文件”、“术语 ”和“ 概述”;
——适用范围由二级总辐射表扩展为一级和二级总辐射表;
——增加了一级总辐射表计量性能要求 , 修改和扩充了二级总辐射表的计量性能
要求 , 删除了对总辐射表绝缘电阻和内阻的技术要求;
——修改和增加了一级和二级总辐射表的检定方法(见7. 3);
——删除了原附录1“ 室内检定设备”,将其技术指标要求放在了 7. 1. 2 中;
——原附录2“ 太阳高度角的计算 ”更改为附录 B ,并修订了计算公式;
——删除了原附录3“ 灵敏度温度特性的测定”,将该内容放在了 7. 3. 6 中;
——增加和修改了原始记录和检定证书格式(见附录 C~附录 I)。
本规程历次版本发布情况为:
——JJG 458—1996;
——JJG 458—1986。
Ⅱ
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总辐射表检定规程
1 范围
本规程适用于模拟信号输出的热电式总辐射表(以下简称 “ 总辐射表”) 的首次检定 、后续检定和使用中检查 。
2 引用文件
本规程引用了下列文件:
GB/T 19565—2017 总辐射表
GB/T 31163—2014 太阳能资源术语
QX/T 290—2015 太阳辐射计量实验室技术要求
ISO 9847: 2023 太 阳 能 用 标 准 总 辐 射 表 比 对 的 方 法 校 准 总 辐 射 表 (Solar energy—Calibration of pyranometers by comparison to a reference pyranometer)
凡是注日期的引用文件 , 仅注日期的版本适用于本规程 ; 凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本规程 。
3 术语
下列术语和定义适用于本规程 。
3. 1 总辐射 global solar radiation
水平面从上方 2π 立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和 。
[来源: GB/T 31163—2014 , 5. 15]
3. 2 辐[射] 照度 irradiance
物体在单位时间 、单位面积上接收到的辐射能 。
注 :单位为瓦每平方米(W·m-2)。
[来源: GB/T 31163—2014 , 6. 3]
3. 3 灵敏度 sensitivity
仪器达到稳定后 ,输出的电信号与总辐射的比值 。
注 :单位为微伏平方米每瓦 (μV·W-1 ·m2)。
[来源: GB/T 19565—2017 , 3. 4]
3. 4 响应时间 response time
当仪器输入有阶跃变化时 ,仪器输出从一个稳态值到另一个稳态值所需的时间 。注 :单位为秒(s)。
[来源: GB/T 19565—2017 , 3. 5]
3. 5 稳定性 stability
灵敏度随时间变化的百分率 。
1
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3. 6 方向性响应 directional response
当入射光线随天顶角变化时 ,从任何方位测量所引起的误差 。
[来源: GB/T 19565—2017 , 3. 6]
3. 7 零点偏移 zero offset
环境温度变化引起的零点变化 。
[来源: GB/T 19565—2017 , 3. 10]
3. 8 温度响应 temperature response
环境温度变化引起灵敏度变化的百分率 。
3. 9 非线性 non-linearity
不同辐照度下灵敏度变化的百分率 。
3. 10 倾斜响应 tilt response
仪器倾斜角度变化引起灵敏度变化的百分率 。
4 概述
总辐射表一般由感应器件 、能透过波长 0 . 3 μm~3. 0 μm范围的半球形玻璃罩 、防辐射板 、干燥剂筒 、水准器 、接线柱 、基座和水平调整螺钉等部件构成 , 见图 1 。感应器件由感应面和热电堆组成 , 当感应面接收太阳总辐射增热时 , 热电堆两端产生温差电动势 ,其大小与接收的辐射量成正比 。
2
1 2 3 4 5
图 1 总辐射表结构示意图
1—接线柱 ; 2—水准器 ; 3—半球形玻璃罩 ;4—感应器件 ; 5—防辐射板;
6—干燥剂筒 ; 7—基座 ;8—水平调整螺钉
6
7
8
5 计量性能要求
根据计量性能的不同 , 总辐射表分为一级总辐射表和二级总辐射表 。计量性能要求见表 1。
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表 1 总辐射表的计量性能要求
序号
项目
计量性能要求
一级总辐射表
二级总辐射表
1
响应时间(95%响应)
≤20 s
≤30 s
2
灵敏度
≥7 μV·W-1 ·m2
≥7 μV·W-1 ·m2
3
零点偏移(对环境温度5 ℃·h-1变化的响应)
±4 W ·m -2
±8 W ·m -2
4
非线性误差(250 W ·m -2 ~1 000 W·m-2)
±1%
±3%
5
温度响应误差(-30 ℃~50 ℃ , 相对于 20 ℃)
±4%
±8%
6
方向性响应误差(垂直入射1 000 W·m-2 时)
±20 W ·m -2
±30 W ·m -2
7
倾斜(180°) 响应误差
±2%
±5%
8
稳定性
1 年
±2%
±5%
2 年
±3%
±8%
6 通用技术要求
6. 1 外观
6. 1. 1 感应面涂层应为无光黑漆 ,其表面平整 、均匀 、牢固 、不反光 、无斑迹 、无裂纹 、无脱落和异物附着等 。
6. 1. 2 感应面与光阑表面应齐平 , 间隙应均匀适当 。
6. 1. 3 玻璃罩与固定环 、感应面应同心 ,且固定环上沿与光阑表面齐平 。封装剂不能高出固定环的上沿 。
6. 1. 4 玻璃罩应密封良好 ,罩内不得有异物附着和水汽凝结 。
6. 1. 5 玻璃罩应无明显的气泡 、气丝 、斑点 、划痕 、水纹 、结石等缺陷 。
6. 1. 6 干燥剂固定应牢固 、密封 ,便于更换 。
6. 1. 7 仪器防辐射板的白色保护层应牢固 、均匀 ,不得有脱落 、锈蚀等缺陷 。
6. 1. 8 仪器信号线应有固定的正 、负极标记 。
6. 1. 9 水准器平面应与感应面平行 ,水平调整螺钉能灵活转动 ,方便操作 ,水准器中气泡应便于观察 。
6. 2 标志
仪器应有永久性铭牌 ,标识和字符应清晰 、完整 、醒目 。
7 计量器具控制
计量器具控制包括首次检定 、后续检定和使用中检查 。
7. 1 检定条件
7. 1. 1 标准器
标准总辐射表的技术指标应符合附录 A 的要求 。
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7. 1. 2 配套设备
配套设备及技术要求见表 2。
表 2 配套设备
序号
设备名称
技术要求
1
数字多用表
准确度等级为 0 .05 级 、分辨力为 1 μV
2
温度试验箱
温度范围: -40 ℃~50 ℃
温度波动度: ±0 .5 ℃
温度场均匀性: 0.5 ℃
3
室内检测设备
有效辐照面积不小于 60 mm× 60 mm
辐照度在 200 W·m-2~1 100 W·m-2范围内可调有效辐照面范围内的辐照不均匀度不大于 1%辐照不稳定度(1h) 不大于 1%
光束准直角优于±2 .5º
光谱辐照度分布按 A 级 AM1 .5 太阳光谱匹配高度角和方位角的角度转动误差±0 .1 °
4
监测用直接辐射表
稳定性 1%
5
秒表
分度值: 0.01 s
7. 1. 3 检定环境条件
7. 1. 3. 1 室内检定环境条件
a) 室内检测设备应安装在暗室中 , 检定人员应着深色工作服 。
b) 入射光线与仪器感应面成 50°夹角时 , 辐照度不小于 500 W ·m -2 。
c) 室温为(20±5) ℃ , 相对湿度不大于 80% 。
7. 1. 3. 2 室外检定环境条件
a) 天空晴朗 , 太阳高度角不小于 30 ° ; 仪器应远离任何具有高反射比的物体 , 且感应面不受障碍物遮挡 。
b) 入射光线与仪器感应面垂直时辐照度不小于 500 W ·m -2 。
c) 空气温度为(20±10) ℃ , 风速不大于 5 m/s ,相对湿度不大于 80% 。
7. 2 检定项目
首次检定 、后续检定和使用中检查的项目见表 3。
表 3 检定项目一览表
检定项目
首次检定
后续检定
使用中检查
外观
+
+
+
响应时间
+
-
-
灵敏度
+
+
+
零点偏移
+
-
-
非线性误差
+
-
-
温度响应误差
+
-
-
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表 3(续)
检定项目
首次检定
后续检定
使用中检查
方向性响应误差
+
-
-
倾斜响应误差
+
-
-
稳定性
-
+
+
注 :表中 “ + ”表示应检定,“- ”表示可不检定。
7. 3 检定方法
7. 3. 1 外观检查
按 6. 1 的外观要求进行检查 , 经外观检查合格的总辐射表 , 才能进行其余项目的检定 。外观检查方法如下:
a) 6. 1. 1~6 . 1. 3 和 6. 1. 5~6 . 1. 9 的检查用目测结合手动调整进行 。
b) 6. 1. 4 的检查方法是 , 将仪器放在温度 15 ℃ ~25 ℃ 、相对湿度不小于 90% 环境中 4 h 后 ,移到温度为 0 ℃±1 ℃环境中 , 检查玻璃罩内表面是否有水汽凝结 。
7. 3. 2 响应时间
7. 3. 2. 1 检定方法
a) 可在室外阳光下 ,也可在室内检测设备上进行 。
b) 将总辐射表放在室外平台或室内检测设备的多维检测工作台 (以下简称工作台) 上 , 与数字多用表连接 。取下仪器遮光罩 , 照射 5 min , 然后盖上遮光罩 , 待零位稳定后 ,读取零位值 V0 。
c) 取下遮光罩 , 待数字多用表示值稳定后读取电压值 V , 按式(1) 计算测点电压值 P。
d) 盖上遮光罩 , 同时启动秒表 。 当数字多用表的示值回复到测点电压值 P 时 ,按停秒表 ,记下秒表走过的时间 , 即完成一次测量 。
7. 3. 2. 2 数据处理
按式(1) 计算测点电压值 P:
式中:
P ——95%响应时的测点电压值(即电压从最大值回到 5% 处), mV:
V ——取下遮光罩后 , 总辐射表输出稳定时的电压值 ,mV;
V0 ——总辐射表的零位值 ,mV 。
注 :也可通过数字多用表连续采集总辐射表输出电压值 ,采样间隔不大于 1 s ,盖上遮光罩后,总辐射表电压值发生阶跃变化 ,记录下示值回复到测点电压值P 所用的时长 , 即完成一次响应时间测量。
以 上 测 量 重 复 3 次 , 取 其 算 术 平 均 值 ( 以 下 简 称 “ 平 均 值 ”) 作 为 响 应 时 间(95%) 的测量结果 ,应符合表 1 要求 。
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7. 3. 3 灵敏度
7. 3. 3. 1 方法的选择
总辐射表的灵敏度检定一般在室外太阳光下进行 , 不具备室外检定条件的 , 可在室内进行检定 。两种方法 , 以室外检定方法为主 。检定期间 , 应避免人员靠近 , 以防遮挡 、反射阳光 ,对测量数据造成影响 。
7. 3. 3. 2 室外检定方法
a) 计算当天 10 时以后的太阳高度角(参见附录 B), 在满足太阳高度角大于 30°和其他室外检定环境条件下 , 将标准器 、被检仪器放在室外平台上 , 接线柱朝北 。标准器与被检仪器之间的距离不大于 20 m 。数字多用表最好放在室内 ,若放在室外 , 应避免日光直接照射 。
b) 将标准器 、被检仪器取下遮光罩 , 与数字多用表连接 , 检查仪器输出值的正负极性 、信号大小和稳定性 。
c) 清除标准器和被检仪器的玻璃罩上的灰尘 ,调整好所有仪器的水平 。
d)标准器 、被检仪器及数字多用表预热 0 . 5 h 以上 ,盖上所有仪器的遮光罩 , 5 min后 ,读取零位值 。
e) 取下仪器的遮光罩 , 5 min 后 , 对标准器和被检仪器同时进行太阳总辐射的测量 , 采样间隔不大于 1 min , 测量时间为 3 h~4 h(一般在地方时 10 时至 14 时之间进行), 同时记录下测量期间的平均气温 。
f) 数据采集完毕后 , 盖上遮光罩 , 5 min 后 , 复测各仪器的零位值 。
7. 3. 3. 3 室外检定方法的数据处理
a) 按式(2) 计算被检仪器单次测量的灵敏度 Kij:
式中:
Kij ——被 检 仪 器 单 次 测 量 的 灵 敏 度 , 结 果 修 约 到 小 数 点 后 四 位 , μV · W-1 ·m2;
Ks ——标准器灵敏度 , μV·W-1 ·m2;
Vij ——经零位修正后的被检仪器第j 组第 i 个电压值 , μV;
Vsij——经零位修正后的标准器第j 组第 i 个电压值 , μV 。
b) 以 20 min 测量数据为一组 ,按式(3) 计算每组比值的平均值 Kj:
式中:
Kj ——每组比值的平均值;
n ——该组测量次数 。
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c) 按式(4) 计算每组中单个灵敏度值 Kij 的标准偏差 s:
当 Kij 与每组灵敏度均值 Kj 之差的绝对值大于 3s 时 , 剔除差值绝对值最大时对应的 Kij , 重新计算 Kj 和 s 值 , 直到所有 Kij 与 Kj 之差的绝对值小于或等于 3s。
d) 对于具有 m 组测量系列来说 , 按式(5) 计算灵敏度平均值 K(修约到小数点后两位):
式中:
m—— 测量组数 。
灵敏度结果 K 应符合表 1 要求 。
注 :应根据被检仪器使用情况 ,确定室外检定时是否采用零位值修正 。若用户使用时 ,不进行测量数据的零位值修正 ,则检定时也不做零位值修正。
7. 3. 3. 4 室内检定方法
a) 在满足室内检定环境条件下进行 。打开室内检测设备和数字多用表 , 转动工作台 , 使得入射光线与仪器感应面夹角为 50 °(相当于太阳高度角50°), 调节光源强度 ,使照射到标准器感应面上的辐照度不小于 500 W ·m - 2 。
b) 稳定 0. 5 h 后 , 把标准器(优先采用在室外检定或校准过的同类型仪器作为标准) 固定安装在工作台上 , 放置的方位相当于室外检定时接线柱朝北(即方位角0°)。调整好水平 , 清除玻璃罩上的灰尘 , 与数字多用表连接 , 检查仪器输出值的正负极性 、信号大小和稳定情况 。
c) 照射 5 min 后盖上遮光罩 , 待零位稳定后 , 测量零位值 , 采样 10 次 , 采样间隔为 10 s~ 15 s(以下采样次数和间隔与此相同)。 取下仪器遮光罩 , 照射 5 min , 然后进行标准器第 1 组采样 。
d) 将工作台度盘水平转动 180 ° , 调整好标准器水平 , 稳定 5 min 后进行第 2 组标准器采样 ,采样完成后取下标准器 。
e) 将被检仪器放在工作台上 , 放置的位置和方位与标准器最初放置的位置相同 。调整好仪器水平 , 清除玻璃罩上的灰尘 , 与数字多用表连接 , 检查仪器输出值的正负极性 、信号大小和稳定情况 。
f) 照射 5 min 后盖上遮光罩 , 对被检仪器进行零位值测量 。取下仪器遮光罩 , 照射 5 min ,进行被检仪器第 1 组采样 。
g ) 将工作台度盘水平转动 180 ° , 调整好被检仪器水平 , 稳定 5 min 后进行第2 组采样 ,采样完成后取下被检仪器 。
h) 将标准器再次放在工作台上 , 进行标准器的第 3 、4 组读数 , 方法按 c)~d) 进行 ,并记录整个测量期间室内平均温度 。
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7. 3. 3. 5 室内检定方法的数据处理
a) 按式(6) 计算标准器第 1 组和第 2 组测量电压平均值 A:
式中:
A ——标准器第 1 组和第 2 组测量电压平均值 ,mV;
A 1 ,A 2 ——分别为标准器第 1 组、第 2 组经零位修正后的输出电压平均值,mV。
b) 按式(7) 计算被检仪器第 1 组和第 2 组测量电压平均值 B:
式中:
B ——被检仪器第 1 组和第 2 组测量电压平均值 ,mV;
B 1 ,B2 ——分别为被检仪器第1组、第2组经零位修正后的输出电压平均值,mV。
c) 按式(8) 计算标准器第 3 组和第 4 组测量电压平均值 A':
式中:
A' ——标准器第 3 组和第 4 组测量电压平均值 ,mV;
A 3 ,A4 ——分别为标准器第 3 组、第 4 组经零位修正后的输出电压平均值,mV。
d) 按式(9) 计算被检仪器灵敏度 K(修约到小数点后两位):
式中:
K0——标准器灵敏度 , μV·W-1 ·m2 。
灵敏度结果 K 应符合表 1 的要求 。
灵敏度的室内检定也可在积分球内进行 。室内检测时 , 允许使用其他光源 , 如钨丝灯等 。在太阳光伏和其他相关行业应用时 , 室内光源可垂直照射于总辐射表 。
7. 3. 4 零点偏移
7. 3. 4. 1 检定方法
a) 将被检仪器放置在温度试验箱内 ,并与数字多用表连接 ; 遮蔽温度试验箱入射窗口 ,避免光线照射到仪器感应面上 。
b) 将温度试验箱初始温度控制在 20℃ , 待被检仪器输出值稳定后 ,控制试验箱温度以 5 ℃·h-1 的速率变化 ,将温度依次调节至 25 ℃ 、20 ℃ , 在每个温度点上稳定 1 h~2 h。整个控温过程中 ,对被检仪器输出电压进行连续采样 ,采样间隔为 10 s~ 15 s。
c) 零点偏移检定时的温度点也可以按 20 ℃ 、15 ℃ 、20 ℃依次进行 。
7. 3. 4. 2 数据处理
按式(10) 计算被检仪器零点偏移 δz ( i ,j ):
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式中:
δz ( i ,j )——被检仪器零点偏移 , μV·W-1 ·m2;
V( i ,j )——被检仪器从第 i个温度点以 5 ℃·h-1 的变化速率向第 i+1 个温度点变温过程中第j 个输出电压分钟平均值 , μV;
V( i ,0 ) ——被检仪器在第 i个温度点稳定时的电压分钟平均值 , μV;
K ——被检仪器灵敏度 , μV·W-1 ·m2 。
取绝对值最大的 δz ( i ,j )作为零点偏移测量结果 ,应符合表 1 要求 。
7. 3. 5 非线性误差
7. 3. 5. 1 检定方法
a) 在满足室内检定环境条件下进行 。将标准器和被测仪器并排放置于工作台上 ,使标准器和被检仪器的感应面高度基本一致 ;入射光线与仪器感应面垂直 ;调节光源,使得测定点辐照度分别为 250 W ·m -2 、500 W ·m -2 、750 W·m-2和 1 000 W ·m -2 。
b) 在每个测定点上光源稳定 15 min 以上 , 同步采样 10 次 ,采样间隔为 10 s~15 s;零位测量方法及要求与 7. 3. 3. 4 室内检定方法相同 。
7. 3. 5. 2 数据处理
以 500 W·m-2辐照度时被检仪器灵敏度为参考点 , 按下列步骤计算各辐照度下被检仪器的非线性误差 δi:
a) 按式(11) 计算各测定点下的灵敏度:
Ki (11)
式中:
Ki ——被检仪器在第 i测定点下的灵敏度 , μV·W-1 ·m2;
Vi ——第 i个测定点上经零位修正后的被检仪器输出电压平均值 , μV;
Ei ——第 i个测定点上经零位修正后的标准辐照度平均值 ,W ·m -2 。
b) 按式(12) 计算各测定点下的非线性误差:
式中:
δ i ——第 i测定点下的非线性误差;
K500——辐照度 500 W·m-2 时的灵敏度 , μV·W-1 ·m2 。
取绝对值最大的 δi 作为非线性误差测量结果 ,应符合表 1 的要求 。
7. 3. 6 温度响应误差
7. 3. 6. 1 检定方法
a) 在满足室内检定环境条件下进行 。被检仪器置于温度试验箱内 ,并与数字多用
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表连接 ; 被检仪器感应面中心尽量与箱体窗口中心重合 。入射光通过温度试验箱窗口垂直照射于仪器感应面 , 辐照度应不小于 500 W ·m -2 。
b) 温度试验箱内应保持干燥 , 在整个温度测定范围内 ,测试区及进光窗口玻璃上不得出现雾气 、凝霜或结露等现象 。温度试验箱内放置仪器的支撑面由绝热材料制成,支撑物不应随温度的变化引起位置的改变 。
c) 将箱内温度调节到+50 ℃ , 稳定 30 min~60 min。
d) 开启光源 ,使光斑中心与感应面中心重合 , 在整个测定过程中 , 它们的相对位置保持不变 。
e) 将监测用直接辐射表(以下简称 “ 监测仪器”) 放置在温度试验箱外入射光斑的边缘处并固定 。
f) 待光源稳定后 , 同步测量被检仪器与监测仪器的输出值 ,采样 10 次 ,采样间隔
10 s~ 15 s。
g )遮挡光源 , 待被检仪器和监测仪器零位稳定后 ,进行零位值采样 ,采样次数及间隔同上 。
h)移开遮光板 ,将温度依次调控到+20℃ 、0 ℃ 、-30℃ , 每个温度点稳定 30min~ 60 min ,重复 f)~g)步骤。
7. 3. 6. 2 数据处理
a) 按式(13) 计算 20 ℃时监测仪器的输出电压平均值 n20 与其他各测定点监测仪器的输出电压平均值的比值:
ci (13)
式中:
ci ——监测仪器在 20 ℃时输出电压平均值 n20 与第 i测定点监测仪器的输出电压平均值 ni 的比值;
n20——+20 ℃测定点上经零位修正后监测仪器输出电压平均值 , μV;
ni ——第 i个测定点上经零位修正后监测仪器输出电压平均值 , μV 。
b) 按式(14) 计算各测定点的温度修正系数:
Fi Ki (14)
式中:
Fi ——第 i个测定点的温度修正系数;
Ni ——第 i个测定点上经零位修正后被检仪器输出电压平均值 , μV;
N20——+20 ℃测定点上经零位修正后被检仪器输出电压平均值 , μV 。
c) 按式(15) 计算被检仪器在该测定点上的温度响应误差 δTi:
δ Ti = (Fi - 1) × 100% (15)
取 δTi 中绝对值最大的作为温度响应误差测量结果 ,应符合表 1 的要求 。
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7. 3. 7 方向性响应误差
7. 3. 7. 1 检定方法
a) 在满足室内检定环境条件下进行 。
b) 打开室内检测设备 , 使入射光线与仪器感应面垂直(相当于天顶角 θ = 0°) 时的辐照度约为 1 000 W ·m -2 , 稳定 0. 5 h 后 , 把被检仪器固定安装在室内检测设备上 ,放置位置相当于室外检定时接线柱朝北(即方位角 φ = 0°), 清除玻璃罩上的灰尘 , 调节被检仪器水平 ,并与数字多用表连接 。
c) 照射仪器 5 min , 盖上遮光罩 ,待零位稳定后 ,对零位值进行采样 ,采样 10 次 ,采样间隔为 10 s~ 15 s(以下采样次数和间隔与此相同)。
d) 取下仪器遮光罩 ,照射 5 min 后 ,对天顶角 θ = 0° 时被检仪器的输出值进行采样。
e) 转动工作台 ,使被检仪器位于天顶角 θ = 80°(相当于太阳高度角 10°) 位置 ,保持仪器的水平 ,分别对以下 4 个方位角0 ° , 90 ° , 180°和 270°上的被检仪器输出值进行采样。
f) 盖上仪器遮光罩 , 待零位稳定后 ,对零位值进行采样 。
g ) 转动工作台 , 使被检仪器位于天顶角 θ = 60°(相当于太阳高度角30°) 位置 ,按照 e)~f) 的方法再次进行测定 。
h) 转动工作台至天顶角 θ 为0 ° , 打开遮光罩 , 照射 5 min 后 ,再次对天顶角 θ = 0 °时被检仪器的输出值进行采样 。
i) 盖上遮光罩 , 待零位稳定后 ,对零位值进行采样 。
7. 3. 7. 2 数据处理
a) 按式(16) 计算两次天顶角 θ 为 0°时 ,被检仪器电压平均值 V ( θ = 0 ):
式中:
V ( θ = 0 ) ——前后两次天顶角θ 为 0°时 ,被检仪器电压平均值 , μV;
V01 , V02 ——分别为两次天顶角 θ 为 0°时 ,被检仪器经零位修正后的电压输出值, μV。
b) 按式(17) 计算 1 000 W·m-2条件下的方向性响应误差 Δ 1 000( θ,φ):
式中:
Δ 1 000( θ,φ) ——1 000 W·m-2条件下的方向性响应误差 ,W ·m -2;
E0 ——天顶角θ 为 0°时的光源辐照度1 000 W ·m -2;
θ ——天顶角, (°);
φ ——方位角, (°);
V ( θ,φ) ——当天顶角为θ, 方位角为φ时,被检仪器经零位修正后的电压输出值,μV。
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取绝对值最大的 Δ 1 000( θ,φ)作为方向性响应误差测量结果 ,应符合表 1 的要求 。
7. 3. 8 倾斜响应误差
7. 3. 8. 1 检定方法
a) 在满足室内检定环境条件下进行 。打开室内检测设备 ,使入射光线与仪器感应面垂直时的辐照度约为 1 000 W ·m -2 , 稳定 0. 5 h 。将被检仪器牢固安装在室内检测设备上 ,并与数字多用表连接 ; 清除玻璃罩上的灰尘 ,调节被检仪器水平 。
b) 照射 5 min 后 , 对 0°倾斜(即水平位置) 时被检仪器的输出值进行采样 , 采样
10 次 ,采样间隔为 10 s~ 15 s(以下采样次数和间隔与此相同)。
c) 转动工作台使仪器倾斜 180 ° , 并保持入射光线与仪器感应面垂直 , 照射 5 min后 ,再次进行采样 。
d) 将工作台转回水平位置 , 重复 b) 步骤 ,再次对被测仪器进行采样 。
7. 3. 8. 2 数据处理
--
a) 按式(18) 计算两次 0°倾斜时的电压平均值 V0:
(18)
式中:
--
V0 ——两次 0°倾斜时的电压平均值 , μV;
V01 , V02——分别为两次 0°倾斜时被检仪器输出的电压平均值 , μV 。
b)按式(19)计算倾斜角度 (19)式中:
δ 180 ——倾斜角度为 180°时的倾斜响应误差;
V180——仪器倾斜角度为 180º 时 ,被检仪器输出的电压平均值 , μV 。倾斜响应误差 δ180 应符合表 1 的要求 。
7. 3. 9 稳定性
按式(20), 计算灵敏度的稳定性 δK:
式中:
δK ——灵敏度的稳定性;
K1 ——仪器上次检定的灵敏度 , μV·W-1 ·m2;
K2 ——新检定的灵敏度 , μV·W-1 ·m2 。
稳定性 δK 应符合表 1 的要求 。
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8 检定结果处理
被检总辐射表各项指标均符合本规程中相应项目要求 , 则说明该仪器检定合格 ,否则为检定不合格 。
检定合格的总辐射表出具检定证书 , 并根据检定结果 , 按本规程性能要求进行定级 。各计量性能具有不同等级指标时 ,按最低等级定级 。
检定不合格的 , 出具检定结果通知书 ,并注明不合格项目 。
检定原始记录单格式参见附录 C~附录 H , 检定证书/检定结果通知书内页格式参见附录 I。
9 检定周期
首次检定的总辐射表检定周期为 1 年 ,后续检定的总辐射表的检定周期为 2 年 。修理后的总辐射表应按照首次检定进行 。
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附录 A
标准总辐射表技术要求
标准总辐射表应符合表 A . 1 的要求 。
表 A. 1 标准总辐射表技术要求
序号
技术指标
要求
1
响应时间(95%响应)
≤10 s
2
零点偏移(对环境温度5 ℃·h-1变化的响应)
±2 W ·m -2
3
非线性误差(250 W·m-2~1 000 W·m-2)
±0 .5%
4
温度响应误差( -10 ℃~40 ℃ , 相对于 20 ℃)
±1%
5
方向性响应误差(垂直入射1 000 W·m-2 时)
±10 W ·m -2
6
倾斜响应误差(0°~ 180°)
±0 .5%
7
稳定性(灵敏度的年变化率)
±0 .8%
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附录 B
太阳高度角的计算
B . 1 时差
时差指真太阳时与地方平均太阳时之差 ,按式( B . 1) 计算:
EQ = 0. 002 8-1. 985 7 sinQ+9 . 905 9 sin2Q-7 . 092 4 cosQ-0 . 688 2 cos2Q( B . 1) Q = 2π×57. 3×(N+ΔN-N0 ) /365 . 242 2 ( B . 2) N0 = 79. 676 4+0 . 242 2×( Y-1 985)-INT[0 . 25×( Y-1 985) ] ( B . 3)式中:
EQ ——时差 ,min;
Q ——日角, (°);
N ——积日;
ΔN ——积日订正值;
N0 ——年份积日订正值;
Y ——年份;
INT() ——BASIC 语言中用于向下取整的数学函数 , 返回不大于给定数值的最大整数 。
积日 N 是将一年的天数按顺序排列 , 1 月1 日为 1 , 2 日为 2 ,其余类推 ,平年 12 月31 日为 365 , 闰年 12 月31 日为 366 ;ΔN 由观测地点与格林尼治经度差产生的时间差订正值 L(东经取负号 , 西经取正号) 和观测时刻与格林尼治 0 时时间差订正值 W 两项组成 ,L 和 W 分别由式( B . 4) 和式( B . 5) 计算 ,ΔN 由式( B . 6) 计算 。
±L= (D+M/60)× 15 ( B . 4)
W= (S+F/60) ( B . 5)
ΔN=(W-L)/24 ( B . 6)
式中:
D ——观测点经度的度值, (°);
M——观测点经度的分值, ( ′);
S ——观测时刻的时值 ,h;
F ——观测时刻的分值 ,min。
B . 2 真太阳时
真太阳时按式( B . 7) 计算:
TT=TM +EQ = CT +Lc +EQ ( B . 7)
式中:
TT ——真太阳时 ,h;
TM ——地方平均太阳时 ,h;
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EQ ——时差 ,min;
CT ——地方标准时 ,h;
Lc ——经度订正(4 min/°), 地方子午圈在标准子午圈的东边 , 则 Lc 为正 , 反之为负 。
B . 3 太阳赤纬
太阳赤纬按式( B . 8) 计算:
δ = 0. 372 3+23 . 256 7 sinQ+0 . 114 9 sin2Q-0 . 171 2 sin3Q-0 . 758 0 cosQ
+0 . 365 6 cos2Q+0 . 020 1 cos3Q ( B . 8)式中:
δ——太阳赤纬, (°)。
B . 4 太阳高度角
太阳高度角按式( B . 10) 计算:
T0 =( TT-12) × 15 ( B . 9)
sinθ=sinφ ·sinδ+cosφ ·cosδ·cosT0 ( B . 10)
式中:
T0 ——太阳时角, (°);
θ ——太阳高度角, (°);
φ ——当地纬度, (°);
δ ——太阳赤纬, (°)。
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附录 C
总辐射表灵敏度检定记录格式
C . 1 室外灵敏度检定记录格式
送检单位
检定日期
仪器名称
证书编号
仪器型号
原始记录编号
仪器编号
检定地点
生产厂商
标准器
名称
型号
编号
证书
编号
证书有效期
配套设备
环境参数
温度( ~ )℃ ;相对湿度( ~ ) % ; 风速( )m/s
检定依据
单位 :mV
第1组
第 2 组
第 3 组
第…组
序号
标准
电压
被测
电压
标准
电压
被测
电压
标准
电压
被测
电压
标准
电压
被测
电压
初测零位值
1
2
3
4
5
6
7
…
复测零位值
每组灵敏度/ ( μV·W-1 ·m2)
每组标准偏差/ ( μV·W-1 ·m2)
灵敏度平均值/ ( μV·W-1 ·m2)
□合格 □不合格
灵敏度稳定性/%
□合格 □不合格 □首次
检定员 核验员 核验日期
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C . 2 室内灵敏度检定记录格式
送检单位
检定日期
仪器名称
证书编号
仪器型号
原始记
录编号
仪器编号
检定地点
生产厂商
标准器
名称
型号
编号
证书编号
证书有效期
配套设备
环境参数
温度( ~ )℃ ;相对湿度( ~ ) %
检定依据
单位 :mV
校准点
太阳高度角 ( ) °
标准
被检仪器
标准
序号
零位值
第1组
第 2 组
第1组
第 2 组
零位值
第 3 组
第 4 组
零位值
1
2
3


