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题名探空温度传感器的太阳辐射误差研究
被引量：8
- 1
-
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作者
杨荣康
戴伟
刘清惓
张加宏
李敏
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机构
中国气象局气象探测中心
南京信息工程大学大气物理学院
南京信息工程大学电子与信息工程学院
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2013年第1期13-16,共4页
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基金
国家公益性行业(气象)科研专项(GYHY200906037
GYHY201106048)
+3 种基金
国家自然科学基金面上项目(41075026
412475042)
江苏高校优势学科建设工程项目
江苏高校优势学科建设工程资助项目共同资助
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文摘
伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高,希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级。为了实现此目标,运用计算流体动力学(CFD)方法对珠状热敏电阻器从海平面上升至32 km高空的整个过程进行太阳辐射误差数值分析。在此基础上,针对影响测温精度的引线、引线夹角大小以及太阳照射角度进行分析与探讨,获得其与太阳辐射误差的内在联系。数值求解结果表明:引线、引线夹角大小以及太阳照射角度是太阳辐射误差的重要影响因子。海拔高度与太阳辐射误差之间呈现出随海拔高度的增加斜率不断增大的类指数函数关系。
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关键词
探空温度传感器
珠状热敏电阻器
太阳辐射误差
计算流体动力学
数值模拟
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Keywords
sounding temperature sensors
bead thermistor
solar radiation error
computational fluid dynamics
numerical simulation
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分类号
TN304.93
[电子电信—物理电子学]
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题名探空温度传感器辐射误差修正与实验研究
被引量：8
- 2
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作者
刘清惓
施泓伊
杨杰
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机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
江苏省气象探测与信息处理重点实验室
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出处
《现代电子技术》
2022年第10期15-20,共6页
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基金
国家公益性行业(气象)科研专项项目(GYHY200906037)
国家自然科学基金项目(41875035)
+2 种基金
江苏省高等学校自然科学研究项目(18KJB530011)
南京信息工程大学人才启动经费项目(2243141701060)
江苏高校优势学科Ⅱ期建设工程项目(PAPD-Ⅱ)。
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文摘
为解决高空低风速太阳辐射误差大的难题,文中设计一种基于压电陶瓷振动的探空温度传感器。该传感器能利用压电陶瓷在高空气流速度较低时的振动产生速度。首先,使用计算流体动力学(CFD)方法对探头进行仿真,以气流速度、太阳辐射强度、海拔高度作为影响参数计算出太阳辐射误差;然后,使用支持向量机(SVM)训练仿真数据,得出辐射误差修正曲线;最后,搭建一个模拟高空条件的低气压风洞平台,对不同影响参数下的太阳辐射误差进行测试,并将测试结果与SVM算法的预测数据以及传统温度传感器的测量数据进行对比,以验证传感器的测量精度。实验结果表明,热电偶传感器的平均测量误差与均方根误差分别为0.050 K和0.051 K。与传统的探空温度传感器相比,文中的热电偶传感器能通过压电陶瓷振动的方式降低太阳辐射误差,测量精度较高。
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关键词
辐射误差修正
探空温度传感器
压电陶瓷
热电偶传感器
探头仿真
低气压风洞
精度测试
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Keywords
radiation error correction
sounding temperature sensor
piezoelectric ceramic
thermocouple sensor
probe simulation
low-pressure wind tunnel
accuracy test
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分类号
TN376-34
[电子电信—物理电子学]
TP212.11
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名探空温度传感器受太阳辐射影响的仿真分析
被引量：1
- 3
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作者
杨荣康
张利
刘清惓
李敏
张加宏
戴伟
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机构
中国气象局气象探测中心
南京信息工程大学 电子与信息工程学院
南京信息工程大学 大气物理学院
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出处
《南京信息工程大学学报（自然科学版）》
CAS
2013年第6期527-532,共6页
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基金
公益性行业(气象)科研专项(GY-HY200906037
GYHY201106048)
+2 种基金
国家自然科学基金(41075026)
江苏高校优势学科建设工程(PADD)项目
江苏省科技支撑计划重点项目(BE2011006)
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文摘
随着高空温度探测精度要求的日益提高,如何减小温度传感器测量误差已成为亟需解决的问题,而太阳辐射作为影响温度传感器探测性能的重要因素已成为该领域研究的热点.利用计算机仿真技术,引入太阳高度角、引线夹角2个影响因子,根据流体动力学模型模拟分析探空温度传感器从海平面上升到32km高空时所受太阳辐射的影响,最终得到辐射误差与海拔高度的关系曲线族,仿真结果将为开展高空温度传感器误差分析提供基础依据,从而提高传感器测量准确度.
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关键词
探空温度传感器
太阳辐射
计算流体动力学
误差修正
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Keywords
sounding temperature sensors
solar radiation
computational fluid dynamics
error correction
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分类号
P412.23
[天文地球—大气科学及气象学]
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题名探空温度传感器的动态性能分析
- 4
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作者
杨荣康
王月
刘清惓
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机构
中国气象局气象探测中心
南京信息工程大学电子与信息工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2014年第4期57-60,共4页
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基金
国家公益性行业(气象)科研专项(GYHY200906037
GYHY201106048)
+2 种基金
国家自然科学基金项目(41075026)
江苏高校优势学科建设工程("传感网与现代气象装备"项目)
江苏省科技支撑计划重点项目(BE2011006)共同资助
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文摘
为了研究探空温度传感器的动态性能,提出利用计算流体动力学(CFD)方法分析探空温度传感器从地面到32 km高空不同气压和不同上升速度条件下的热响应时间常数;并利用该方法对不同海拔高度下温度传感器的气流温度阶跃响应特性进行分析。仿真结果表明,探空温度传感器的热响应时间常数与海拔高度呈正相关,与探空仪上升速度呈反相关。通过拟合获得不同上升速度下,气流温度阶跃变化后的传感器温度变化与海拔高度、时间的函数关系。这种数值方法和分析结果对探空温度传感器的动态性能分析有潜在的指导意义。
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关键词
探空温度传感器
热响应时间常数
气流温度阶跃响应
计算流体动力学
探空仪
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Keywords
sounding temperature sensors thermal response time constant airflow temperature step re- sponse computational fluid dynamics radiosonde
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分类号
TN304.93
[电子电信—物理电子学]
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题名一种阵列式探空温度传感器设计
被引量：3
- 5
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作者
周悦
刘清惓
杨杰
戴伟
余寅
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机构
江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
江苏省气象探测与信息处理重点实验室
南京信息工程大学
南京信息工程大学大气物理学院
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第8期1297-1304,共8页
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基金
国家公益性行业(气象)科研专项项目(GYHY200906037,GYHY201306079)
国家自然科学基金项目(41275042)
江苏高校优势学科建设工程(“传感网与现代气象装备”项目)(KYLX15_0866)
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文摘
为降低传统探空温度传感器的横梁尾流热污染误差,设计了一种基于热电偶阵列的探空温度传感器。该传感器由铂电阻,四个热电偶组成的阵列,高精度测量电路等部分组成。采用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对探空温度传感器进行数值分析仿真计算。搭建了一套高空环境模拟实验装置。实验结果表明,使用阵列式热电偶作为探空温度传感器,可将横梁热辐射误差降低至横梁升温量的0.43%~8.72%,实验测量结果与仿真结果相差-3.02%~5.44%,吻合度较高。阵列式低辐射误差探空温度传感器和传统探空温度传感器相比,降低了横梁尾流在上升过程中对传感器探头的影响,具有较低的辐射误差。
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关键词
探空温度传感器
传感器阵列
高空探测
太阳辐射
计算流体动力学
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Keywords
sounding temperature sensor
sensor array
upper air observation
solar radiation
computational fluid dynamics
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分类号
TP212.1
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名探空温度传感器设计与辐射误差修正方法研究
被引量：1
- 6
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作者
周亚
刘清惓
孙启云
戴伟
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机构
南京信息工程大学电子与信息工程学院
江苏省气象探测与信息处理重点实验室
江苏省大气环境与装备技术协同创新中心
东南大学MEMS教育部重点实验室
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出处
《现代电子技术》
北大核心
2018年第24期1-4,9,共5页
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基金
国家公益性行业(气象)科研专项项目(GYHY200906037,GYHY201306079)
国家自然科学基金(41275042)
江苏高校优势学科Ⅱ期建设工程项目(PAPD-Ⅱ)资助。
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文摘
针对太阳辐射影响探空温度传感器测量精度的问题,设计一种基于24位Σ-Δ模/数转换器的高精度温度测量电路。搭建太阳辐射模拟实验平台并在高低温低气压实验箱中进行实验,提出一种利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法拟合出太阳辐射误差修正方程的方法。实验结果表明,该探空温度传感器及其算法将均方根误差从0.88℃降低至0.28℃,提高了探空温度传感器的测量精度,在高空气象探测领域具有一定的应用潜力。
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关键词
探空温度传感器
测量精度
太阳辐射
24位模/数转换器
误差修正
L-M算法
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Keywords
sounding temperature sensor
measurement accuracy
solar radiation
24-bit ADC
error correction
L-M algo-rithm
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分类号
TN820.1-34
[电子电信—信息与通信工程]
TP212.9
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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