ZZ11A自动气象站说明书(三要素).docVIP

ZZ11A型 自动气象站 （三要素） 使用说明书 中国 上海气象仪器厂有限公司 SHANGHAI METEOROLOGICAL INSTRUMENT FACTORY CO.，LTD CHINA ZZ11A型自动气象站 概述 ZZ11A自动气象站可对地面气象多种要素(大气压力、空气温度、相对湿度)进行定时自动采集、计算、处理、显示、存贮、打印、通讯，提高了观测时效，消除了人工读数误差、减轻了观测人员的劳动强度。该设备的应用，为地面气象观测自动化奠定了基础。该设备适用于军事、工业、农业、气象、环保、科研等各个行业对上述诸气象要素的测量与监测。 在使用本套仪器之前，请首先详细阅读本说明书。 技术指标 气压 测量范围： 500～1100hpa 准 确 度： ±0.3hpa 分 辨 率： 0.1hpa 温度 测量范围： －45～＋70℃ 准 确 度： ±0.2℃ 分 辨 率： 0.1℃ 湿度 测量范围： 0～100％RH 准 确 度： ±2％RH 分 辨 率： 1％RH 遥测距离：≤100米 交流电源：180V～240V (50±2HZ) 采集频率：10秒钟每次 预处理器功率：≤5W 绝缘电阻：＞100ΜΩ 通讯方式： RS485 通讯波特率：9600bit 时钟走时精度：月累计误差≤30s 工作环境： 室内部分： 温度范围：-30～55℃ 相对湿度：90％RH 室外部分： 温度范围：－45～+70℃ 相对湿度：0～100％RH 风 速:平均（10分钟）可达60m/s； 天 气：正上方的雷暴，闪电，冰雹， 沙尘暴，250mm/h的降水 相对湿度及防腐蚀0～100%，具有防海水、 盐雾腐蚀能力 可靠性：MTBF(Q1)≥2500小时 仪器维修时间：MTTR≤1小时 采集核心单元 系统主要采用的是ATMEL公司的8位AVR芯片ATXmega128A1U。该芯片采用的是Harvard结构，具有独立的数据总线和程序总线。采集系统的参数如下表所示。 项目 描述 处理器 33MHz，32位Motorola 内存 1MB随机存储器和2MB程序存储器 A/D转换 16位 数据存储 1.6MB内部Flash存储大于128MB的可选CF数据存储卡 采集通道 10个差分模拟输入(20个单端) 2个高速计数/频率 标准串口 1个RS232用户终端维护口1个RS485数据通讯口 通讯速率 300~38400 BPS 供电 8~16VDC 功耗 小于10mA(典型5气象参数) 工作温度 -50℃~+60℃ 储存温度 -50℃~+70℃ 湿度 0~100%RH 表1采集系统参数 3.1采样与算法的处理 气象参数采集器通过AVR数据处理软件可对传感器按照用户预定的采样频率对各类电信号进行扫描采样，从而转换为中央处理器可读的气象变量，对这些变量进行有效的判断，从而得到采样的瞬时值，根据观测规范的要求和规定，计算出有效的气象瞬时值。数据采集系统还可完成气象观测所需要的统计量（如一个或多个时段内的极值数据、专门时段内的总量、不同时段内的平均值以及累计值等），由数据采样单元生成瞬时气象值（分钟）数据报文和定时（小时）数据报文。 工作原理 4.1系统工作原理 自然环境气象状况的变化，引起各气象要素传感器变化，使得相应的传感器输出的电信号产生变化。气压、温度、湿度诸要素的传感器所感应的不同的气象要素，经过相应的电路，转换成标准的电压模拟量和数字量，然后由数据采集器CPU按时序采集、计算，得出各个气象要素的实时值，可供实时显示。采集器每分钟向数据处理微机发送数据，数据处理微机每分钟即可更新一次数据，整点数据存盘。同时以统一规格的数据形式进行显示、存储、打印。这就是自动气象站的简单工作原理和工作过程。 4.2传感器工作原理 4.2.1气压传感器 图1 气压传感器 气压传感器采用意大利进口的HD9408T气压传感器。如图1所示。传感器为电容式气压传感器，该传感器具有良好的复现性和稳定性。该传感器在高级RC振荡电路基础上，通过电容压力传感器和温度补偿传感器连续测量工作。输出模拟量，通过CPU运算处理，得到相应大气压力值。 4.2.2温度传感器 图2 温度传感器 采用PT100型铂电阻作为温度测定传感器，如图2所示，铂电阻具有较高的稳定性和良好的复现性。随温度变化，铂电阻的阻值也发生变化，在一定测量范围内，温度和阻值是呈线性关系的。配备精密的恒流源使模拟电压和温度呈线性关系，通过A／D转换，经采集器CPU解算处理，得到相对应的温度值。 4.2.3湿度传感器 图3 湿度传感器 湿度传感器采用奥地利进口的EE060型湿敏电容作为测湿传感器,如图3所示。由于空气湿度变化使湿敏电容值改变，在一定测量范围内，空气相对湿度和湿敏电容值是对应关系，经电路转换为湿度与频率对应关系，经F/