摘要：受太阳辐射影响,地面气温观测仪器测量值与自由空气真实温度偏差较大,误差达1℃量级。基于此,文章设计了一种既可以有效阻挡太阳辐射直接照射测温探头,又可以引导气流流向测温探头的地面气温观测仪器。经实验验证,文章研制的气温观测仪器的测量结果与基准值之间的平均绝对误差和均方根误差分别为0.030℃和0.035℃,达到了0.1℃量级的技术要求。

摘要：针对自然通风温度传感器受太阳辐射影响后测量精度较差,而强制通风温度传感器功耗大、能耗浪费严重等问题,设计了一种基于无刷直流电机(BLDC),将自然通风与强制通风相结合的新型温度传感器。首先利用计算流体动力学(CFD)方法量化传感器在不同环境变量及电机转速下的辐射误差,并基于此制定电机转速的控制策略。其次利用粒子群优化的神经网络算法对仿真数据进行训练学习,并拟合成辐射误差修正方程。最后搭建户外测试平台验证新型温度传感器的测温精度以及修正方程的修正效果。实验结果表明,新型温度传感器具有较高的温度测量精度,其修正值与基准值的差值的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.035℃和0.043℃。

摘要：太阳辐射误差是30~60 km高度的临近空间火箭探空仪观测误差的主要来源。为了降低太阳辐射误差,设计了一种圆环状的镀银铝板防辐射罩。首先,使用计算流体动力学(CFD)计算出无防辐射罩的探头和有防辐射罩的探头在不同的海拔高度、气流速度、太阳高度角下的太阳辐射误差,并且进行数据对比分析。之后,利用支持向量机(SVM)算法训练出仿真结果并且得到相应的预测模型,可以得出预测值与仿真值之间的均方根是0.036 K,预测值与仿真值之间差值的绝对值在0.08 K以内。最后,使用低气压风洞和太阳模拟器作为实验平台模拟出高空环境,将实验结果与算法预测结果进行对比。得出实验值与预测值平均测量误差为0.096 K,均方根误差为0.097 K。

摘要：地表气温上升速度约为0.1℃/(10 a),然而受太阳辐射影响,地面气象站观测到的气温会高于真实大气温度,存在1℃量级的辐射误差。因此,本文提出了一种基于数据融合的铝壳温度传感器设计。首先,利用流体动力学方法计算温度传感器在不同环境条件下的辐射误差。其次,为获得连续辐射误差结果,利用神经网络算法对辐射误差数值计算结果进行学习,形成误差订正方程。最后,将太阳辐射误差订正方程修正值与试验结果进行对比。结果表明,基于数据融合的铝壳温度传感器可将辐射误差降至0.05℃以内。

摘要：为了降低太阳辐射对温度传感器测量精度的影响,提出了一种低辐射误差温度传感器设计.该传感器系统包括不同涂层外壳的铂电阻探头、信号调理电路、嵌入式处理系统及误差修正算法构成.在不同太阳辐射强度下,利用不同涂层传感器的温升比值不变,推算出真实的大气温度.采用计算流体动力学方法（CFD）仿真计算出的辐射温升比值为2.31,实测比值为2.23.实验结果表明,通过低辐射误差温度传感器推算的温度值与真实大气温度值误差在0.09 - 0.26 C之间.与传统气象站使用的温度传感器相比,这种低辐射误差温度传感器具有精度高、响应速度快、体积小等优点.

摘要：太阳辐射引起的气象站温度测量误差可达0.8 K以上,制约了气候变化监测和天气预报精度的提高。设计了一种具有辐射误差修正功能的自动气象站,主要由高反射率温度传感器探头、辐射传感器、风速风向传感器、高精度信号调理电路以及嵌入式处理系统等部分组成。用该气象站和强制通风温度传感器搭建了试验平台。以强制通风温度传感器作为参考,测量不同风速、不同辐射强度下的辐射误差值,利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法拟合出用辐射强度和风速计算辐射误差的修正方程,可实现辐射误差的实时修正。实验结果表明,在一定的辐射强度和风速范围内,辐射误差平均值降低到0.021 K,显著提高了气象站气温测量精度。

摘要：地面气象测温传感器受太阳辐射的影响,测量时其辐射误差可达1 K量级。针对此问题,设计了一种新型地面测温传感器结构。使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法将多个气象参数下的仪器辐射误差进行量化,采用粒子群优化支持向量机算法对其结果进行拟合,得到辐射误差修正方程。以076B强制通风仪器的测量值作为温度基准开展场外实验。结果表明,设计的地面气象测温传感器经修正方程修正后的测量结果与温度基准的均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.029 K和0.027 K,可将辐射误差保持在0.05 K以内。

摘要：在气象探测领域,温度传感器受到太阳辐射会导致其温度高于真实的大气温度,从而引起辐射误差。为提高测温精度,本文提出一种低辐射误差温度传感器设计,利用计算流体动力学方法(CFD)分析温度传感器在不同条件下的温度场分布情况。仿真实验结果表明:低辐射误差温度传感器具有较高的防辐射性能,其辐射误差低于传统温度传感器的辐射误差,银丝直径越小,辐射误差越低,有望降低辐射误差至0.05℃以内。

摘要：为了研究自动气象站温度传感器的辐射误差并建立预测模型,在对比自动气象站与传统观测网试验数据的基础上,设计了合理的处理流程对数据进行预处理,提取自动气象站温度传感器辐射误差成分。分析了自动气象站温度传感器辐射误差的时频域及相关性等统计特征,针对统计特征采用随机过程理论中的双重周期季节模型进行辐射误差的初步预测并利用修改模型进行修正,取得了较好的拟合效果。结果证明,双重周期季节模型预测自动气象站辐射误差完全可行,建立模型的方法可以普遍应用到各气象台站。

摘要：低速风洞气流温度数据质量是影响风洞流场品质的关键,针对热电偶测量导热误差和辐射误差补偿方法开展了专项研究。具体基于传热学基本原理,开展了基于热电偶丝浸入长度定值导热误差补偿方法、周围温度相对变化率定值辐射误差补偿方法研究,得到了热电偶浸入长度和周围温度相对变化率与温度测试误差之间定量关系的仿真结果。为了对于误差机理分析和仿真结果进行验证,开展了风洞验证试验。试验结果表明:热电偶浸入误差实测结果与理论仿真结果基本一致,周围温度相对变化率ω<1,可以降低温度测量辐射误差对于温度均匀性影响7.12倍。所提方法对于气体介质条件下热电偶工程应用提供了有益探索和技术依据。