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-10-科学技术创新2020.30

翻斗式、压电式雨量计测量原理及误差分析

陈凯方海涛沈玉亮

（安徽省大气探测技术保障中心，安徽合肥230031）

：、压电式雨量计，分析不同

摘要目前常用的雨量计有翻斗式等几种类型，根据不同的雨量计测量原理降水情况下所产生

的误差原因，分析发现测量误差主要有两个方面，一方面由于仪器本身的性能差异和不可避免的故障的测量误差，另一方面是降

水强度变化和自然条件产生的影响造成的误差。本文主要通过三种类型雨量计测量原理、测量方法、应用场景等方面对三种雨量

，应。

计进行误差分析，为降水测量分析用场景型提供参考和帮助

：；误差；应用

关键词雨量计；原理

：：：

中图分类号P414.95文献标识码A文章编号2096-4390（2020）30-0010-02

由于国幅辽阔，地形多变，降水主要对流雨、地形雨、一个脉冲信号。记录器控制记录器来记录降雨，因此降雨过程

锋面雨、台风雨几种类型。可以持续测量。

对于不同测量精度和应用场景选择不同测量原理的雨量1.2压电式雨量计

计，就具有十分重要的意义。文章从测量原理、性能差异、降水压电式雨量计主要由所述感测元件测量降雨，所述感测元

强度、测量环境等因素进行误差分析，进而为设备选型提供基件由壳体和粘贴在壳体内的压电陶瓷片组成。

础性参考。

1雨量的技术原理

1.1翻斗式雨量计

工作原理：雨滴落在传感器上，作用在传感器表面。在雨滴

的冲击激励下，壳体会产生微小的机械振动。压电陶瓷板在振

动的机械应力作用下，电极之间产生电压差，并将电信号输出

到外界。雨滴冲击的冲击力越大，振动幅值越大，传感器元件输

出电压幅值越大。

该传感器是通过采集压电元件的输出信号得到的，由高斯

模型可用于在标准大气条件下得到雨滴的垂直最终速度。雨滴

下落的垂直动量为Mv=mVv=m（Vt+Vwv）

，，，

式中m是雨滴质量Vt是垂向雨滴终速Vwv是垂向风

速。对于等效直径为D的雨滴，雨滴质量为m=πρD/6

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翻斗式雨量计由测量部件和雨轴承部件组成。计量部件由ρ=1g/mm为雨水的密度，忽略通常情况很小的垂向风速，

恒磁钢、排水漏斗、信号输出端子、控制线路板组成；承雨器部垂直动量只与雨滴的质量和下落终速有关Mv-mVt

件由承雨口、饮水漏斗、翻斗、角调节装置、水平调节装置、干簧根据冲量定理，雨滴的动量将被传感器元件的冲击力所代

管等构成。