1、自動氣象站原理,主講：許道,前 言,ZQZ-C1型自動氣象站是專門用于地面氣象數(shù)據(jù)的自動采集、計算處理和存貯的設(shè)備。它可以連續(xù)自動測量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、降水、草溫（雪溫）地表溫度、淺層地溫和深層地溫等氣象要素值，經(jīng)計算機按業(yè)務(wù)工作規(guī)范要求進行計算處理、顯示、打印報文和報表，并實現(xiàn)觀測資料的存盤和查詢。,該設(shè)備具有一定數(shù)量的備用接口，可根據(jù)測量項目的多少、用戶的要求以及不同的應(yīng)用場合，增補和減少數(shù)據(jù)采樣傳感器和其他配置設(shè)備，組態(tài)比較靈活。在系統(tǒng)的構(gòu)成上具有一定的通用性和獨立性，能與各種不同形式的傳感器對接，并且同一廠家的傳感器能互換。,它主要用于氣象部門所屬地面觀測站，還可用于環(huán)境監(jiān)

2、測、民航、海運、軍事、農(nóng)林、水文、鹽場、大型廠礦等需要氣象要素測量及實時氣象數(shù)據(jù)采集處理的場合。,基本結(jié)構(gòu)圖,各組件型號規(guī)格,傳感器 1.氣壓傳感器 PTB220氣壓計 (芬蘭Vaisala公司制造) 2.溫度和濕度傳感器 HMP45D濕度與溫度探頭 (芬蘭Vaisala公司制造),各組件型號規(guī)格,3.風(fēng)向和風(fēng)速傳感器 ZQZ-TF測風(fēng)傳感器 (江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司制造) 4.雨量傳感器 SL31型遙測雨量傳感器 (上海氣象儀器廠制造),各組件型號規(guī)格,5.地溫傳感器 ZQZ-TW溫度傳感器 ( 江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司制造 ),各組件型號規(guī)格,數(shù)據(jù)采集器 ZQZ-C1 ( 江

3、蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司) 后備電源 ZQZ-PD電源 (江蘇省無線電科學(xué)研究所有限公司),各組件的功能,傳感器的功能 傳感器將對應(yīng)氣象要素的變化轉(zhuǎn)換成電量的相應(yīng)變化。 數(shù)據(jù)采集器的功能 1、測量 2、顯示 3、存貯 4、查詢,詳見用戶手冊第二章，P12,各組件的功能,后備電源的功能 市電正常時，用市電供電，并起安全隔離、防雷和抗干擾作用；市電不正常時，用蓄電池供電，并自動轉(zhuǎn)換。后備電源中有蓄電池，容量為38Ah/12V，可保證數(shù)據(jù)采集器和傳感器在停電情況下工作三天。,各組件的功能,計算機的功能 1、顯示 2、存貯 3、查詢 4、編制實時報文 5、數(shù)據(jù)維護 6、編制非實時報表 7、組網(wǎng),設(shè)

4、備的主要技術(shù)指標,見用戶手冊P14,設(shè)備的主要技術(shù)指標,使用環(huán)境條件 室外條件: 溫度：-5050 相對濕度：0100% 陣風(fēng)：75m/s 室內(nèi)條件: 溫度：040 相對濕度：90% 時鐘精度: 月累計30秒 遙測距離： 傳感器和采集器距離可達150m,基本工作原理,自然環(huán)境氣象狀況的變化，引起各個氣象要素傳感器變化，使得相應(yīng)的傳感器輸出的電量產(chǎn)生變化，這種變化被采集器采集，經(jīng)預(yù)處理后，得出各個氣象要素的實時值，存入數(shù)據(jù)存貯器；通過通訊接口傳入計算機；再經(jīng)數(shù)據(jù)處理機加工后生成氣象業(yè)務(wù)所需要的實時資料（報文）、非實時資料（數(shù)據(jù)文件）和報表。 自動站主要由氣象要素傳感器、信號電纜、數(shù)據(jù)采集器、電源

5、系統(tǒng)、計算機等部分組成。（如圖一所示）,硅電容氣壓傳感器,結(jié)構(gòu)原理：硅電容氣壓傳感器的感應(yīng)元件為真空膜盒。當(dāng)大氣壓力的產(chǎn)生變化時，使真空膜盒（包括金屬膜盒和單晶硅膜盒）的彈性膜片產(chǎn)生形變而引起其電容量的改變。通過測量電容量來測量氣壓。,鉑電阻溫度傳感器,結(jié)構(gòu)原理 : 鉑電阻溫度傳感器是根據(jù)鉑導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而增加的特性來測定溫度的。 鉑電阻絲燒制在細小的玻璃棒或磁板上。 測量方法： 測Ut、U0即可求得Rt Rt=R0*Ut/U0,鉑電阻溫度傳感器,鉑電阻計算公式： Rt=R0(1+t+t2) 換算出溫度計算公式： t=A+B*Rt+C*Rt2 其中，A、B、C為常數(shù)，t為溫度（） ,

6、R0為標準電阻值100,濕敏電容濕度傳感器,結(jié)構(gòu)原理 濕敏電容濕度傳感器是用有機高分子膜作介質(zhì)的一種小型電容器。濕敏電容器上電極是一層多孔金膜，能透過水汽；下電極為一對刀狀或梳狀電極，引線由下電極引出。基板是玻璃。整個感應(yīng)器是由兩個小電容器串聯(lián)組成。,濕敏電容濕度傳感器,濕敏電容濕度傳感器,風(fēng)速傳感器,風(fēng)速傳感器采用三杯式感應(yīng)器，風(fēng)杯由碳纖維增強塑料制成 。 工作原理是：當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動時，帶動同軸的磁棒旋轉(zhuǎn)，在霍爾集成電路中感應(yīng)出與風(fēng)速成正比的脈沖信號，經(jīng)計數(shù)器處理后，輸出實際風(fēng)速值。,風(fēng)向傳感器,風(fēng)向感應(yīng)器為單翼風(fēng)標。當(dāng)風(fēng)標轉(zhuǎn)動時，帶動格雷碼盤（常用七位，分辨率為2.8），按照碼盤切槽的設(shè)計，碼盤每轉(zhuǎn)動2.8，光電管組就會產(chǎn)生新的七位并行格雷碼輸出。,風(fēng)向傳感器,雙翻斗雨量傳感器,雨量傳感器采用雙翻斗計數(shù)方式測