百葉箱是由英國土木工程師湯瑪士·史蒂文生（Thomas Stevenson，1818-1887）與父親羅伯·路易士·史蒂文生（Robert Louis Stevenson）一同發(fā)明。
安置溫度、濕度儀器并使其免受太陽直接輻射，而又保持適當(dāng)通風(fēng)的白色百葉式木箱。作用是防止太陽對儀器的直接輻射和地面對儀器的反射輻射，保護(hù)儀器免受強(qiáng)風(fēng)、雨、雪等的影響，并使儀器感應(yīng)部分有適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，能真實地感應(yīng)外界空氣溫度和濕度的變化。如果裝在封閉的箱子中，就沒有辦法準(zhǔn)確測量當(dāng)時外界的溫度；如果露天的話由于太陽直接照射又會造成溫差，下雨的話又會對溫度計造成損壞。白天，空氣對太陽輻射的吸收能力弱于任一種溫度感應(yīng)元件；夜晚，空氣的紅外輻射能力又弱于任一種溫度感應(yīng)元件的表面。任何直接暴露在空氣中的測溫元件，其測量值在白天將系統(tǒng)偏高于氣溫，夜間則系統(tǒng)偏低。為避免這種輻射誤差，必須對測溫元件采取有效的輻射屏蔽措施。
百葉箱的四壁由兩層薄的木板條組成，外層百葉條向內(nèi)傾斜，內(nèi)層百葉條向外傾斜，百葉條與水平的交角45度。箱底由三塊木板組成，每塊寬110毫米，中間一塊比邊上兩塊稍高一些。箱蓋有兩層。整個百葉箱內(nèi)外都是白色。把百葉箱漆成白色，可以將投射在百葉箱上的陽光基本上都反射掉。百葉箱的門朝北開，是為了防止觀測時陽光直接照射箱內(nèi)的儀器。這樣的結(jié)構(gòu)，使得百葉箱內(nèi)具有很好的通風(fēng)性能，同時又使箱內(nèi)儀器不受太陽直接照射和雨雪的影響，從而保障了空氣溫度的濕度觀測數(shù)據(jù)的代表性。
為了便于野外考察，可以使用簡易的防輻射罩。它的上板為傘形，中間有多層環(huán)片，下面為防輻射板，溫濕傳感器置于罩的中部。
百葉箱的放置位置要避免樹蔭和建筑物的影響。加拿大環(huán)境局提供的建議是應(yīng)距離樹或建筑物垂直高度的兩倍之遠(yuǎn)。（比方說，距離任何10米左右的樹20米遠(yuǎn)。）在北半球，門的開口應(yīng)向著北方以防太陽直射在溫度計上。在極地地區(qū)，由于陽光可能24小時由不同的區(qū)域照射，觀測人員需特別注意避免陽光直射及人員的體溫影響溫度計的正確記錄。
船用的百葉箱則安置在船頂，有著監(jiān)視器一般的外型，盡管船只在航行時，仍可讓內(nèi)部儀器保持垂直的狀態(tài)。
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