Kylmät lämpötilat tarkemmin mitattuja kuin kuumat


Tavallista spriitäytteistä lämpömittaria luettaessa ei tule mieleenkään, että lämpötilan mittaus olisi jotenkin epätarkempi kovassa helteessä kuin pakkasessa. Eikä ehkä olekaan, mutta nykyaikaisissa digitaalisissa sääasemissa näin kuitenkin on. Kun Vaisala on laittanut kovat tekijänoikeusukaasit WXT520-säälähettimen käyttöohjeeseen (LinkkiPDF), että vain kirjallisella luvalla saa kopioida tietoja siitä, niin en kopioi kuvaa, mutta kerron, että mittarivirhe on -50°C :n lämpötilassa ±0,2°C, 0 °C:ssa ±0,25°C, +20°C:ssa ±0,3°C ja lopulta +60°C:ssa jopa ±0,7°C. Näin voidaan sanoa, että huippuhelteissä ilmoitetun lämpötilan virhe on kaksinkertainen normipakkasten lukemiin verrattuna. Tiedot löytyvät sivun 140 kuvaajasta edellä linkitetystä WXT520-laitteiston käyttöohjeesta.

Mitä tällä on merkitystä? Eipä ehkä paljoakaan, vaikka ainakin minulle oli yllätys, että sääaseman mittarin virhe on noinkin lämpötilariippuvainen. Vaikka keskiarvoistaminen itsessään ei poistakaan edellä mainittua kylmien ja kuumien lämpötilojen mittausvirheiden keskinäistä suhdetta, niin kerran sekunnissa tunnin ajan mitatussa lämpötilassa virhe pienenee jakaen  √3600:lla eli 60:llä, jolloin tuo huonoinkin vaihtoehto on virheenä enää luokkaa ±0,01°C. Ei paha, kun tuntia lyhyemmille aikaväleille ei ilmaston lämpötiloja juurikaan ilmoitella.

Ehkä tässä on vielä hyvä huomioida sekin, että kun lämpötilan esitystarkkuus on WXT520-laitteessakin vain 0,1°C, niin korkeammissa lämpötiloissa enemmän esiintyvä satunnaiseksi olettamani lämpökohina voi tasata lopullista keskiarvoistettua mittausvirhettä eri lämpötiloja verrattaessa. Jos todellinen tarkka lämpötila olisi 20,14°C, mittarin toistettujen lukemien keskiarvo olisi 20,10°C, ellei satunnaisvaihtelua esiintyisi. Satunnaisvaihtelu voisi saada keskiarvon lähemmäksi 20,14°C.

Idea tähän kirjoitukseeni tuli NTZ-blogista (Linkki), jossa valiteltiin Saksassa mitatun huippulämpötilan olevan virheellinen erityisesti kaupunkien lämpösaarekeilmiön vuoksi. Noin voi ollakin, mutta samassa artikkelissa pyritään esittämään virhettä syntyneen myös platinan sähkönjohtavuuden lämpötilariippuvuuteen perustuvan PT100-anturin käytöstä ja artikkelissa esitetään WXT520-säälähettimen mittausvirhekuvaaja. Tästä saa vaikutelman, ettei kirjoittaja ole tietoinen siitä, mitä kirjoittaa. WXT520 ei käytä PT100-anturia, vaan kapasitiivista keraamista THERMOCAP -anturia, eräänlaista kondensaattoria. Virheen syntymistä on saattanut helpottaa se, että PT100-anturia käyttävän WXT5500-sääasemana Saksassa myytävän laitteiston lisävarustevaihtoehtona on myös WXT520.

Linkkejä

https://fi.wikipedia.org/wiki/Mittausvirhe (Linkki) Lyhyenkö yleiskatsaus mittausvirhetyyppeihin.

https://fi.wikipedia.org/wiki/Virhe_(kokeellinen_tiede) (Linkki) Matemaattisempi esitys mittausvirheestä.

http://www.vaisala.fi/fi/products/multiweathersensors/Pages/default.aspx (Linkki) Suomeksi vain vähän tietoa tarjolla WXT50äsäälähettimestä

http://www.eike-klima-energie.eu/klima-anzeige/5-juli-2015-der-bisher-heisseste-tag-deutschlands/ (Linkki) NTZ:n lähde, jossa viitataan myös

http://www.driesen-kern.de/downloads/wetterstationwxt5500.pdf (Linkki) Saksalaisyritys myy WXT5500-sääasemaa kuin omaansa. Vaisalaa ei mainita. Vakiona PT100-lämpötila-anturi, mutta lisävarusteena mahdollisuus WXT520-säälähettimeenkin.

http://www.louhia.fi/2014/02/25/kernel-estimointi-voiko-mittausvirheen-lisaaminen-parantaa-mittauksen-tarkkuutta/ (Linkki) Askelittain muuttuvat digitaaliset mittarilukemat voivat antaa tarkemman keskiarvon, jos satunnaisuutta lisätään.

7 responses to “Kylmät lämpötilat tarkemmin mitattuja kuin kuumat

  1. No ei kai sillä ole väliä mikä on anturi sinänsä, mutta
    tuosta virheestä voinee päätellä halpistuotteeseen valitun halvimman mahdollisen.

    Aika suuri virhemarginaali.

    Itse PT100 näyttäisi paljon paremmalta, mutta koko mittauskytkennän virhemarginaali saattaa olla samaa luokkaa, voinen kertoa, mutta mihin verrata, toiseen samanlaiseeko?

    https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0397.nsf/AllWeb/A707D00EE0F558D6C12574E1002C2D1C/$file/tsiec751_ce.pdf?OpenElement,

    Ilkka

    Liked by 1 henkilö

  2. Se, mitä virheeksi ilmoitetaan ja minkäkokoinen virhe oikeasti on, ovat kaksi eri asiaa. Niin ikään se, mikä on kohina ja mikä systemaattinen virhe ovat kaksi eri asiaa.

    Vaarallisen ilmastonmuutoksen edustajat eivät yleensä myönnä, miten vaikeaa signaalin kaivaminen on lämpötilamittauksista ja miten vaikeaa on erottaa pientä todellista lämpenemistä päivittäisestä, viikottaisesta, vuosittaisesta, paikallisesta, alueellisesta ja globaalista vaihtelusta.

    Nämä tyypit sijoittavat havainnot huikean monimutkaiseen malliin ja konstruoivat globaalin lämpökäyrän, jossa sitten näkyy jonkinlainen lämpeneminen sadan vuoden aikana. Tyypit huutavat ”settled science”, vaikka Gissin käyrät ovat lämmenneet 2000-luvulla oikaisuista enemmän kuin millään vuosikymmenellä 1900-luvulla.

    Täysin hukkuu se, että lämpötila vaihtelee enemmän metrien ja minuuttien mittakaavassa kuin 1900-luvun mittaan. Kysymys ei ole pelkästään instrumentin satunnaisesta ja systemaattisesta virheestä, vaan myös siitä että lämpötilan mittaustavan määritteleminen vaikuttaa selvästi saatavaan lämpötilaan. Vaikka yksi aste on relevantti siinä mielessä, että ilmastollisesti se vastaa satoja kilometrejä maastossa, se ei ole relevantti siinä mielessä, että lämpimiä ja kylmiä paikkoja on maastossa vieri vieressä sekä ajallisesti että spatiaalisesti.

    Jos Yleen uskomme, ja miksi emme uskoisi, maailmasta loppuu kohta kahvi koska ilmastonmuutos.

    Liked by 1 henkilö

    • Kiitos vastauksestasi. Pitänee täydentää kahvivarastoja kaapissani, varmuuden vuoksi. Toistuvasti intetyt kahvin loppumisväitteet voivat saada hinnat nousemaan, vaikkei niissä perää olisikaan.

      Tykkää

  3. Lämmön mittaaminen reaalimaailmassa johti kysymykseen mitä lämpö tarkoittaa.

    Ainakin se tarkoittaa Lahnakosken ollevan mieiestäni oikeassa mittaluokassa,, minun ollessa sitä mieltä että tarkkuus olisi +/- 1K.

    Tämä perustuu ammoisiin töihini rariometrian parissa, jossa mitataan
    lämpöä tai voinee sanoa sen puutetta.

    Radiometriassa Dicke sovelluksissa antennihaarassa oleva Dicke kytkin kääntyy vuorottain antenniin ja mittalaitteessa sijaitsevaan
    vaikkapa 50R sovitettuun päätteeseen joka kohisee omaavallaan
    lämpötilalla joka on referenssi mitattuna lämpötilalla ja vähentämällä
    se Antennista tulevaan säteilyyn josta juonnetaan kohteen kirkkauslämpötila.

    Tämän tapautuessa PT100 anturilla, eli kirkkauslämpötilan mittaus ei voi ollla tarkempi kuin PT100 mittaus.

    Mutta mikä on itse mittalaitteen lämpötila, on toinen juttu
    itse mittalaitteen sisällä lämpötilan mittauksen tuottaessa eri arvoja
    yli +/-1K, jolloin perustutkimus poikiikin lisätutkimuksia, muttei lisää
    luottamustani 1/1000 asteisiin vaan saa minnut arvioimaan karkeasti +/1 C.

    http://lib.tkk.fi/Dipl/2007/urn007760.pdf

    Tykkää

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s