影响温度脉动仪测量的因素分析

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本论文主要对影响安光所大气光学中心研制的QHTP-2型温度脉动仪测量大气折射率结构常数的各因素进行了分析,包括尺度及探头间距的影响、铂丝的电阻线性度、求差电路、铂丝惯性、铂丝与支架的末端导热及支架温度边界层的影响、电路中的滤波电路的影响、电流及辐射增温影响、统计平均方法的影响,得到的结论如下:  1.假设大气湍流满足局地各向同性一维VonKarman谱的前提下,计算了两探头间距对折射率结构常数测量的影响,在间距不满足在l0<<r<<L0时,计算值较理论值偏小。  2.详细地讨论了功率谱符合一维VonKarman谱的情况下,响应(铂丝及支架的温度惯性响应及滤波电路的频率响应)对温度脉动仪测量的影响,不同风速下总体频率响应不同,低风速下主要是滤波电路影响较大,风速较大时探头和滤波电路共同作用,使得响应衰减。标准大气压下,响应衰减基本与温度无关,拟合得到只是风速的函数关系,由此式可校正标准大气压下的响应衰减。高空的响应衰减按照美国标准大气模式中的大气参数数据,给出了不同海拔高度不同相对风速下的响应衰减。  3.分析了电流增温及太阳辐射增温对温度脉动仪测量误差的影响,对于地面固定点的温度脉动测量影响不大,而高空由于仪器的随机摆动和转动,测量可能有较大的误差。  4.确切的说,铂丝的电阻温度系数在不同温度下是不一样的,导致按常系数计算带来了误差,但分析表明影响不大,一般情况下误差在2%以内。电路中的求差电路对测量影响可以忽略。  5.对比了对数平均和算术平均对结构常数的影响,两者的差别比响应衰减的影响还要大,因此对于选用合适的统计方法也很重要。  
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