style="width:1.66002in;height:0.67342in" /> …………… ………… (1) 本文是学习GB-T 33865-2017 光合有效辐射表校准方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了光合有效辐射表的校准条件、校准方法、校准结果的不确定度评定。
本标准适用于半球向光合有效辐射表灵敏度的校准。
下列术语和定义适用于本文件。
2.1
光合有效辐射表 photosynthetic active radiometer
半球向光合有效辐射表 hemispherical photosynthetic
active radiometer
测量给定平面从上方2π立体角内所接收到的400 nm～700nm
太阳总辐射的辐射表。
3.1.1 四周空旷，仪器感应面以上没有任何障碍物。
3.1.2 天空晴朗，太阳高度角不小于30°,宜在地方时10时～14时之间进行。
3.1.3 空气温度在10℃~30℃范围内，相对湿度不大于80%,风速不大于5 m/s。
应符合下列要求：
a) 不确定度应不大于6%;
b) 余弦响应误差(天顶角0°~80°时)应不大于10%;
c) 方位响应误差(天顶角0°~70°时)应不大于5%;
d) 温度误差应不大于0.3%/℃;
e) 稳定性应不大于3%。
0.05级、分辨力1μV。
技术指标见表1。
GB/T 33865—2017
表 1 环境测量仪器技术指标
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光合有效辐射表的校准方法有2种，即工作级标准光合有效辐射表方法和光谱辐射计方法，分别用
于校准业务用光合有效辐射表和工作级标准光合有效辐射表。
工作级标准光合有效辐射表技术指标见3.2.
1,工作级标准光合有效辐射表方法见4.3;光谱辐射
计技术指标见附录 A, 光谱辐射计方法见附录 B。
应检查仪器的外观，不应有影响仪器校准操作的缺陷。经外观检查合格的光合有效辐射表方可进
行灵敏度的校准。
4.3.1.1
在满足3.1的环境条件下，将标准仪器和被校仪器同时放在室外平台上，接线柱朝北，仪器感
应面置于同一水平面，与数字仪表连接。检查仪器输出值的正负极性、信号大小和稳定性，并预热半
小时。
4.3.1.2
标准仪器与被校仪器同步连续采集数据，采样时间间隔为1 min, 测量持续时间3
h～4 h。同 时记录下测量期间的温度、湿度和风速。
4.3.2.1 按式(1
style="width:1.66002in;height:0.67342in" /> …………… ………… (1)
式中：
K(.) 被校仪器灵敏度，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m⁻²)];
V(j)— 被校仪器的第j 组 第i 个电压输出值，单位为微伏(μV);
E()— 标准仪器的第j 组 第i 个辐照度值，单位为瓦每平方米(W ·m⁻²)。
4.3.2.2 以20个测量数据为一组，按式(2
组灵敏度的平均值：
style="width:2.07334in;height:0.66in" /> ( 2)
式中：
K,— 第 j 组灵敏度的平均值；
n — 每组测量次数。
4.3.2.3 按式(3
GB/T 33865—2017
的标准偏差，当任一单个灵敏度值 K() 与该组灵敏
度平均值 K, 的差的绝对值大于3倍标准偏差时，应将该K 删除，并重新计算K, 和
s:
式中：
style="width:3.68663in;height:0.77234in" />
……… ………………
(3)
s— 每组中单个灵敏度值K(j) 的标准偏差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m-²)]。
4.3.2.4 按式(4
组灵敏度的平均值(保留到小数点后两位):
式中：
K——m 组灵敏度的平均值；
m ——测量组数。
style="width:1.80666in;height:0.68566in" />
…………………………
(4)
光合有效辐射表校准结果的不确定度评定参见附录C。
光合有效辐射表校准后出具校准证书，校准证书应至少包括以下内容：
a) 实验室名称和地址；
b) 校准地点(如果与实验室的地址不同);
c) 校准日期；
d) 校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；
e) 校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；
f) 校准环境条件；
g) 校准结果及其测量不确定度的说明；
h) 校准证书签发人签名。
7.2 更换重要部件、维修或对仪器性能有怀疑时，应及时校准。
GB/T 33865—2017
(规范性附录)
光谱辐射计技术指标
应符合下列要求：
a) 不确定度应不大于5%。
b) 波长范围应覆盖400 nm～700 nm。
c) 波长分辨力应不大于0.5 nm。
d) 配有余弦校正器的光学传感器的余弦误差(天顶角0°~60°时)应不大于4%。
GB/T 33865—2017
(规范性附录)
光谱辐射计方法
B. 1 校准步骤
B. 1. 1
在满足3.1的环境条件下，将配有余弦校正器的光学传感器和被校工作级标准光合有效辐射表
同时放在室外平台上，接线柱朝北。校正器与被校仪器感应面置于同一水平面。光学传感器通过光纤
与光谱辐射计连接，被校仪器与数字仪表连接。通电后检查仪器输出值的正负极性、信号大小和稳定
性，并预热半小时。
B. 1.2
光谱辐射计自校准(与标准灯比较)后与被校仪器同步连续采集数据，采样时间间隔3
min, 测量
持续时间3 h～4 h 。同时记录测量期间的温度、湿度和风速。
B.2 数据处理
B.2. 1 按式(B. 1) 计算第j 组第i 次测量时间段内的标准辐照度积分值：
式中：
style="width:2.23995in;height:0.85242in" />
… … … … … … … … … …(B. 1)
E(i.j)—— 光谱辐射计在400 nm～700 nm
波长范围内的标准辐照度积分值，单位为瓦每平方米
(W/m²);
E.α— 光谱辐射计在波长λ处测量的光谱辐照度，单位为瓦每平方米纳米[W/(m²
·nm)]。
B.2.2 按式(B.2) 计算被校仪器的灵敏度：
style="width:1.65326in;height:0.7535in" /> … … … … … … … … … …(B.2)
式中：
Vc.—
光谱辐射计每一段采样积分时间内，对应的被校仪器输出电压(当输出为电流值时应根
据说明书要求在输出端串联电阻改为测电压)的平均值，单位为微伏(μV);
K(ij) 被校仪器的灵敏度，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m⁻²)]。
B.2.3 以20个测量数据为一组，按式(B.3) 计算第j 组灵敏度的平均值：
style="width:2.21997in;height:0.71324in" /> ……………… ……… (B.3)
式中：
Kq)— 第 j 组灵敏度的平均值；
style="width:0.49324in;height:0.1199in" /> 每组测量次数。
B.2.4 按式(B.4) 计算每组中单个灵敏度值 K
的标准偏差，当任一单个灵敏度值 K 与该组灵敏
度平均值K, 的差的绝对值大于3倍标准偏差时，应将该K 删除，并重新计算 K,
和 s:
style="width:3.90659in;height:0.74668in" /> … … … … … … … … … …(B.4)
GB/T 33865—2017
式中：
s— 每组中单个灵敏度值K() 的标准偏差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)]。 B.2.5 按式(B.5) 计算m 组灵敏度的平均值(保留到小数点后两位):
式中：
K n 组灵敏度的平均值；
m—— 测量组数。
style="width:1.79329in;height:0.71228in" />
… … … … … … … … … …(B.5)
GB/T 33865—2017
(资料性附录)
光合有效辐射表校准结果的不确定度评定方法
C. 1 概述
光合有效辐射表校准结果的不确定度评定参照JJF 1059.1—2012 进行。
C.2 建立数学模型
根据校准方法，被校仪器灵敏度的数学模型按式(C. 1) 计算：
style="width:3.43333in;height:0.61336in" />
式中：
……… ……………… (C.1)
K — 被校仪器灵敏度，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m⁻²)];
V — 被校仪器电压输出值，单位为微伏(μV);
E — 标准光合有效辐照度值，单位为瓦每平方米(W ·m-²);
△K,— 温度特性引入的仪器灵敏度的误差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)];
△K。——方向特性引入的仪器灵敏度的误差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)]; △K。 —
仪器装调引入的仪器灵敏度的误差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m⁻²)]。
C.3 评定标准不确定度
C.3. 1 评定 A 类标准不确定度
对被测量进行独立重复观测，通过所得到的一系列测得值，用统计分析方法获得实验标准偏差，当
用算术平均值K 作为被测量估计值时，被测量估计值的A
类标准不确定度按式(C.2) 计算：
style="width:1.9267in;height:0.69322in" /> … …………………… (C.2)
式中：
ua(K) A 类标准不确定度，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m-²)];
s(K)— 每组测量系列的实验标准偏差，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W ·m⁻²)];
n —— 实际测量次数。
C.3.2 评定 B 类标准不确定度
C.3.2. 1 按式(C.3) 计算数字仪表引入的标准不确定度分量：
style="width:1.42654in;height:0.5401in" /> … … … … … … … … … …(C.3)
式中：
u₁(V)—— 数字仪表引入的标准不确定度分量，单位为微伏(μV);
ay — 数字仪表的不确定度，由校准证书给出；
k - 包含因子，由校准证书给出。
style="width:1.6199in;height:0.62678in" />
style="width:1.94669in;height:2.20682in" />
style="width:1.78668in;height:0.61996in" />GB/T 33865—2017
C.3.2.2 按 式(C.4) 计算标准器引入的标准不确定度分量：
style="width:1.44668in;height:0.5467in" />
……… …………
… (C.4)
式中：
u₂(E)—— 标准器引入的标准不确定度分量，单位为瓦每平方米(W ·m-²);
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|---|---|
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| C.3.2.3 |
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style="width:1.98004in;height:0.5401in" /> ………………
式 中 ：
u₃( △K,)—— 温度特性引入的标准不确定度分量，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)];
aak, —— 温度特性引入的仪器灵敏度的误差，由说明书给出；
k 置信因子，变量的概率分布为均匀分布，等于 √ 3。
C.3.2.4 按 式(C.6) 计算方向特性引入的标准不确定度分量：
style="width:1.99341in;height:0.5467in" /> … … … … … … … … … …(C.6)
式 中 ：
u₄ (△K,)—— 方向特性引入的标准不确定度分量，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)]; aak, - 方向特性引入的仪器灵敏度的误差，由实验数据给出；
k
C.3.2.5
— 置信因子，变量的概率分布为均匀分布，等于 √ 3。
按 式(C.7) 计算仪器装调引入的标准不确定度分量：
style="width:2.02in;height:0.5533in" />
…………
… … (C.7)
式 中 ：
us(△K。)—— 仪器装调引入的标准不确定度分量，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)]; aak。 — 仪器装调引起的仪器灵敏度的误差，由实验数据给出；
k 置信因子，变量的概率分布为均匀分布，等于 √ 3。
C.4 计算合成标准不确定度
各输入量互不相关，计算合成标准不确定度，见式(C.8)～ 式 (C. 13):
u.=√ux(K)+cǐ ·ui(V)+ci ·ui(E)+c{ ·ui( △K,)+ci ·ui( △K,)+cf·u( △K.)
… … … … … … … … … …(C.8)
…… … ………… (C.9)
… … … … … … … … … …(C. 10)
… … … … … … … … … …(C. 11)
… … … … … … … … … …(C. 12)
…… ………………… (C.13)
GB/T 33865—2017
式中：
u。
——光合有效辐射表校准结果的合成标准不确定度，单位为微伏平方米每瓦[μV/(W
·m⁻²)]; C₁— 灵敏系数，为式(C. 1) 对输入量V
的偏导数，单位为平方米每瓦[1/(W ·m-²)];
C₂— 灵敏系数，为式(C. 1) 对输入量 E
的偏导数，单位为微伏四次方米每二次方瓦[μV/(W ·
m⁻²)²];
c₃— 灵敏系数，为式(C. 1) 对输入量△K, 的偏导数；
C:— 灵敏系数，为式(C. 1) 对输入量△K。的偏导数；
C₅— 灵敏系数，为式(C. 1) 对输入量△K 。的偏导数。
C.5 计算相对合成标准不确定度
按式(C. 14) 计算相对合成标准不确定度：
style="width:2.13328in;height:0.62018in" />
式中：
ucei—— 光合有效辐射表校准结果的相对合成标准不确定度；
K 灵敏度平均值。
C.6 确定相对扩展不确定度
……… …
……… (C.14)
按式(C. 15) 计算相对扩展不确定度：
Ue=k ·uce ……… …… …… (C.15)
式中：
Ura—— 光合有效辐射表灵敏度校准结果的相对扩展不确定度；
k — 包含因子，当k=2 时，扩展不确定度Ua
所确定的区间具有的包含概率约为95%。 注：根据概率论获得的 k
称置信因子，当k 为扩展不确定度的倍乘因子时称包含因子。
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