如何正确选用气象五参数监测传感器

时间：2020-01-05

如何正确选用气象五参数监测传感器

气象五参数监测传感器选用的重点原则

现代气象气象传感器在原理与结构上千差万别，主要是一体式与分体式的区别；如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用气象传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当气象传感器确定之后，与之相配套的测量方法和配套设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于气象传感器的选用是否合理。

1、根据测量对象与测量环境确定气象传感器的参数类型

要进行—个具体的监测工作，首先要考虑采用何种原理，包含哪些参数的气象传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是监测同一环境，也有多种参数的气象传感器可供选用，哪一种原理的气象传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和气象传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对气象传感器体积的要求；测量方式为一体式还是分体式；信号的输出方法，有线或是无线；气象传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，是否是生产厂家。

在考虑上述问题之后就能确定选用一体式的还是分体式的气象传感器，然后再考虑气象传感器的具体性能指标。

2、气象传感器灵敏度的选择

通常，在气象传感器的线性范围内，希望气象传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，气象传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界环境也混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求气象传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的干扰信号。

气象传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的气象传感器；如果被测量是多维向量，则要求气象传感器的交叉灵敏度越小越好。

3、气象传感器频率响应特性

气象传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上气象传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。

气象传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的气象传感器可测信号的频率较低。

在动态测量中，应根据信号的特点(稳态、瞬态、随机等)响应特性，以免产生过火的误差。

4、气象传感器线性范围

气象传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。气象传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能一定的测量精度。在选择气象传感器时，当气象传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

但实际上，任何气象传感器都不能的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的气象传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

5、气象传感器稳定性

气象传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响气象传感器长期稳定性的因素除气象传感器本身结构外，主要是气象传感器的使用环境。因此，要使气象传感器具有良好的稳定性，气象传感器要有较强的环境适应能力。

在选择气象传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的气象传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

气象传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定气象传感器的性能是否发生变化。

在某些要求气象传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的气象传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。

6、气象传感器精度

精度是气象传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个监测系统测量精度的一个重要环节。气象传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，气象传感器的精度只要满足整个监测系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一监测目的的诸多气象传感器中选择比较和简单的气象传感器。

如果监测目的是定性分析的，选用重复精度高的气象传感器即可，不宜选用量值精度高的；如果是为了定量分析，获得的监测值，就需选用精度等级能满足要求的气象传感器。

二、传感器的灵敏度、精度和分辨率三者的区别为大家简单介绍一下。

灵敏度

概念：是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值，即输出、输入量的量纲之比。例如，某位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化为200mV，则其灵敏度应表示为200mV/mm。

传感器灵敏度是输出——输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系，则灵敏度S是一个常数。否则，它将随输入量的变化而变化。

当传感器的输出、输入量的量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数。提高灵敏度，可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高，测量范围愈窄，稳定性也往往愈差。

精度

概念：是指在真值附近正负三倍标准差的值与量程之比，是指测量值与真值的最大差异;分辨率——是值引起示值改变的最小测量值;应与灵敏系数分开(灵敏系数——指输出与输入之比)

一般的国产温度传感器的精度分A、B两个级别，国标规定如下：根据传感器的输出值与所测量的温度的真值的差来划分，A级：不大于±(0.15℃+0.002*传感器量程)；B级：不大于±(0.30℃+0.005*传感器量程)。所以，如果要求测量精度较高，应该选用量程较小的传感器。分辨率，“通常决定于A/D转换器的位数”，或看其输出值的最后一位。

分辨率

概念：是指传感器可感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时，传感器的输出不会发生变化，即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨率时，其输出才会发生变化。

分辨率通常理解为A/D转换精度或能感知的最小变化而精度通常指：A/D、传感电路其它因素等综合因素，误差除以显示所得的百分比。

数字式仪表通常决定于A/D转换器的位数精度是传感器重复测量同一标准值的最大百分误差，是校准后衡量准确程度的指标分辨率要优于精度几倍。

通常，传感器在满量程范围内各点的分辨率并不相同。因此。常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨率的指标。上述指标若用满量程的百分比表示，则称为分辨率。分辨率与传感器的稳定性有负相相关性。

气象五参数监测传感器是我公司自主研制的一种测量多要素气象要素的级传感器，可同时测量大气温度、大气湿度、风速、风向、气压等五种主要气象要素。其特点是精度高，响应时间快，串口输出，方便用户直接通过PC或外接仪器进行测量。可以内置GPS、电子罗盘、GPRS等功能。

富奥通科技（北京）有限公司成立于2007年9月，从公司创立开始一直致力于气象环境设备的研发、生产和销售。公司的主要产品有FWS系列气象五参数、气象六参数一体化气象传感器、AQM系列一体化环境监测传感器、RDM系列一体化扬尘监测传感器、能见度传感器、遥感式路面状况监测传感器、交通气象站、多参数气象站等。

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词条
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