氣象傳感器怎么選型？有什么重要原則。

時(shí)間：2019-11-07作者：富奧通科技（北京）有限公司瀏覽：1411

氣象傳感器選用的一般原則

 

 

氣象傳感器選用的重點(diǎn)原則

 

現(xiàn)代氣象氣象傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別，主要是一體式與分體式的區(qū)別；如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用氣象傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)氣象傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和配套設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于氣象傳感器的選用是否合理。

 

1、根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定氣象傳感器的參數(shù)類型

要進(jìn)行—個(gè)具體的監(jiān)測(cè)工作，首先要考慮采用何種原理，包含哪些參數(shù)的氣象傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)?，即使是監(jiān)測(cè)同一環(huán)境，也有多種參數(shù)的氣象傳感器可供選用，哪一種原理的氣象傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和氣象傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測(cè)位置對(duì)氣象傳感器體積的要求；測(cè)量方式為一體式還是分體式；信號(hào)的輸出方法，有線或是無線；氣象傳感器的來源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，是否是生產(chǎn)廠家。

在考慮上述問題之后就能確定選用一體式的還是分體式的氣象傳感器，然后再考慮氣象傳感器的具體性能指標(biāo)。

 

2、氣象傳感器靈敏度的選擇

通常，在氣象傳感器的線性范圍內(nèi)，希望氣象傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，氣象傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無關(guān)的外界環(huán)境也混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求氣象傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少?gòu)耐饨缫氲母蓴_信號(hào)。

氣象傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的氣象傳感器；如果被測(cè)量是多維向量，則要求氣象傳感器的交叉靈敏度越小越好。

 

3、氣象傳感器頻率響應(yīng)特性

氣象傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上氣象傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。

氣象傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的氣象傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。

在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過火的誤差。

 

4、氣象傳感器線性范圍

氣象傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。氣象傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能一定的測(cè)量精度。在選擇氣象傳感器時(shí)，當(dāng)氣象傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。

但實(shí)際上，任何氣象傳感器都不能的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的氣象傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來極大的方便。

 

5、氣象傳感器穩(wěn)定性

氣象傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響氣象傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除氣象傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是氣象傳感器的使用環(huán)境。因此，要使氣象傳感器具有良好的穩(wěn)定性，氣象傳感器要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

在選擇氣象傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的氣象傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。

氣象傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定氣象傳感器的性能是否發(fā)生變化。

在某些要求氣象傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的氣象傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。

 

6、氣象傳感器精度

精度是氣象傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。氣象傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，氣象傳感器的精度只要滿足整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一監(jiān)測(cè)目的的諸多氣象傳感器中選擇比較和簡(jiǎn)單的氣象傳感器。

 

如果監(jiān)測(cè)目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的氣象傳感器即可，不宜選用量值精度高的；如果是為了定量分析，獲得的監(jiān)測(cè)值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的氣象傳感器。

 

二、傳感器的靈敏度、精度和分辨率三者的區(qū)別為大家簡(jiǎn)單介紹一下。

靈敏度

概念：是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值，即輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

傳感器靈敏度是輸出——輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

精度

概念：是指在真值附近正負(fù)三倍標(biāo)準(zhǔn)差的值與量程之比，是指測(cè)量值與真值的最大差異;分辨率——是值引起示值改變的最小測(cè)量值;應(yīng)與靈敏系數(shù)分開(靈敏系數(shù)——指輸出與輸入之比)

一般的國(guó)產(chǎn)溫度傳感器的精度分A、B兩個(gè)級(jí)別，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：根據(jù)傳感器的輸出值與所測(cè)量的溫度的真值的差來劃分，A級(jí)：不大于±(0.15℃+0.002*傳感器量程)；B級(jí)：不大于±(0.30℃+0.005*傳感器量程)。所以，如果要求測(cè)量精度較高，應(yīng)該選用量程較小的傳感器。分辨率，“通常決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)”，或看其輸出值的最后一位。

分辨率

概念：是指?jìng)鞲衅骺筛惺艿降谋粶y(cè)量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。

分辨率通常理解為A/D轉(zhuǎn)換精度或能感知的最小變化而精度通常指：A/D、傳感電路其它因素等綜合因素，誤差除以顯示所得的百分比。

數(shù)字式儀表通常決定于A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)精度是傳感器重復(fù)測(cè)量同一標(biāo)準(zhǔn)值的最大百分誤差，是校準(zhǔn)后衡量準(zhǔn)確程度的指標(biāo)分辨率要**精度幾倍。

通常，傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同。因此。常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性。

 

氣象五參數(shù)儀是我公司自主研制的一種測(cè)量多要素氣象要素的級(jí)傳感器，可同時(shí)測(cè)量大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等五種主要?dú)庀笠?。其特點(diǎn)是精度高，響應(yīng)時(shí)間快，串口輸出，方便用戶直接通過PC或外接儀器進(jìn)行測(cè)量。可以內(nèi)置GPS、電子羅盤、GPRS等功能。

富奧通科技（北京）有限公司成立于2007年9月，從公司創(chuàng)立開始一直致力于氣象環(huán)境設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司的主要產(chǎn)品有FWS系列氣象五參數(shù)、氣象六參數(shù)一體化氣象傳感器、AQM系列一體化環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器、RDM系列一體化揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)傳感器、能見度傳感器、遙感式路面狀況監(jiān)測(cè)傳感器、交通氣象站、多參數(shù)氣象站等。


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