雨量传感器
雨量传感器原理
雨量传感器原理
雨量传感器的原理是通过检测降雨量来测量雨水的数量。
它主要基于水的导电性原理工作。
在雨量传感器中，通常使用两个电极，一个作为电源极，另一个作为接收极。
当雨水滴到电极上时，形成一个电导的通路，使得电流能够流过电极。
通过测量电流的强度或变化，我们可以得到雨水的数量并计算降雨量。
具体的工作原理如下：
1. 当没有降雨时，电极之间的电流非常微弱或几乎没有。
2. 当雨水滴落到电极上时，雨水具有一定的电导性，它可以导电并使电流流过电极。
此时，电流的强度会增加，我们可以通过测量电流的变化来判断是否有降雨。
3. 通过连续测量电流的变化，我们可以计算出单位时间内的降雨量，即雨量。
传统的雨量传感器通常采用金属或碳材料制成电极，以确保能够良好地导电。
近年来，随着技术的发展，一些传感器还采用了微电子技术，使用微小的传感器元件来检测雨水的存在和强度。
值得注意的是，雨量传感器只能测量降水量，而不能测量其他气象参数。
为了准确测量降雨量，传感器的设计和安装位置也需要考虑，以避免误差或干扰。
此外，雨量传感器通常会被安装在一个较大的气象站中，用于监测和记录各种气象数据，以便用于天气预报和监测气候变化等应用。
降雨量传感器原理
降雨量传感器原理
降雨量传感器是一种用来测量降雨量的仪器。
它能够将降雨量的数据转换为电信号，并通过接口输出给用户或其他设备。
降雨量传感器的原理是基于雨滴与传感器之间的相互作用。
一般来说，降雨量传感器中会有一个感应面，当雨滴接触到感应面时，会引起感应面上的电流或电阻变化。
通过测量这种变化，就可以得知降雨量的大小。
常见的降雨量传感器有振动式和测压式两种。
振动式降雨量传感器采用谐振杆或弹簧系统，当雨滴击打到感应面时，会产生振动。
通过测量振动的频率或振幅大小，可以计算出降雨量。
而测压式降雨量传感器则采用测量压力的原理。
传感器上有一个空腔，当雨滴击打到空腔上时，会导致压力的变化。
通过测量压力的变化，就可以计算出降雨量。
为了增加测量的准确性，降雨量传感器还会考虑其他因素，如风的影响。
有些传感器会添加护罩或遮挡物，以减少风对雨滴的影响。
此外，一些传感器还会通过多个感应面或多个压力传感器来提高测量的精度。
在实际的应用中，降雨量传感器通常与数据采集系统或自动站等设备配合使用。
传感器会将测得的降雨量数据通过接口传输给数据采集系统，然后系统会进行处理和分析，生成降雨量的报表或曲线图等。
总之，降雨量传感器是一种通过雨滴与传感器之间的相互作用来测量降雨量的仪器。
它的原理多样，常见的有振动式和测压式。
通过将测得的数据传输给数据采集系统，可以对降雨量进行监测和分析。
降雨量传感器在气象、农业、环保等领域有着广泛的应用。
常见的降雨量传感器有哪些分类
常见的降雨量传感器有哪些分类降雨量传感器是一种用于测量降雨量的仪器，现已广泛应用于气象、水文、农业等领域。
不同类型的降雨量传感器广泛运用在不同的场合，本文将从物理原理和应用场景两个角度，介绍常见的降雨量传感器分类。
一、根据物理原理分类根据不同的物理原理，可将降雨量传感器分为如下几种类型。
1. 机械式机械降雨量计，即雨量桶，是一种最早使用的降雨量传感器，主要用于长时期（如一年或更久）的降雨统计。
它的工作原理是使用一个漏斗将雨水收集到一个桶内，每当桶内积累一定量的雨水时，允许桶翻转，倾倒雨水，记录一次降雨量。
由于它是一种完全机械的测量设备，没有电子元件，因此它的故障率相对较低。
2. 电容式电容式降雨量传感器基于两个电极之间的电容变化来计算降雨量。
当降雨时，水滴会堵住电极之间的空间，从而改变电容的值。
根据一个预先设置的标准，就能够确定进入传感器的电容量的变化，从而计算出实际的降雨量。
3. 超声波式超声波式降雨量传感器将超声波发射到空气中，当雨滴或其他粒子进入范围内时，超声波会被反射。
这个传感器使用这种反射来计算降雨量。
超声波传感器可以应对降雨量非常大的场合，因为它可以测量超过机械式的上限。
4. 激光雷达式激光雷达式降雨量传感器可以实时的监测降雨量、雨型和雨量分布。
该传感器利用激光技术测量雨滴的速度、大小和形状等参数，并计算出实际的降雨量。
它主要应用于自然灾害和水资源管理等领域。
二、根据应用场景分类根据应用场景，将降雨量传感器分成以下几类。
1. 自动站式自动站式降雨量传感器一般是用于天气预报和农业生产监测等，具有无线传输、长时间稳定采集、一体化设计等特点。
它不仅可以进行降雨量的连续监测，还可以在采集数据的同时进行数据整理和存储，方便于数据后期分析和查询。
2. 散点式散点式降雨量传感器是设计用来对某一特定区域进行雨量统计。
与自动化站不同，散点式传感器通常不需要在线数据分析，因而可以在更遥远的地方部署，并从中央站点索取数据，通常可以通过计算机网络进行远程访问。
雨量传感器的工作原理
雨量传感器的工作原理
雨量传感器是一种用于测量降水量的仪器，它能够准确地记录雨水的数量，对
于气象预测、水资源管理以及农业生产等领域具有重要的意义。
那么，雨量传感器是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍雨量传感器的工作原理。
雨量传感器的工作原理主要基于雨滴的积累和计数。
当雨水落在传感器的接收
器上时，会触发传感器内部的计数装置，记录下每一滴雨水的数量。
在传感器内部，通常会采用一种特殊的结构，使得雨水能够顺利地流入计数装置，并且不受到外界因素的干扰。
通过这种方式，雨量传感器能够准确地记录下每一滴雨水的数量，并将数据传输到相应的监测设备中。
除了记录雨水的数量，雨量传感器还可以通过计算时间来确定降雨的强度。
通
过记录下雨水落在传感器上的时间间隔，可以计算出单位时间内的降水量，从而得知降雨的强度。
这对于气象预测和水资源管理来说都具有重要的意义，能够帮助人们更好地了解降雨的情况，并采取相应的措施。
在实际应用中，雨量传感器通常会与数据采集系统相结合，通过传输数据的方
式将记录下的降水量和降雨强度传输到监测中心。
这样，监测中心就能够实时地获取降雨数据，并进行相应的分析和处理。
通过这种方式，人们能够更加及时地了解降雨情况，为相关的决策提供可靠的依据。
总的来说，雨量传感器的工作原理主要基于记录雨水的数量和计算降雨的强度。
通过精密的计数装置和数据采集系统，雨量传感器能够准确地记录下降水量，并将数据传输到监测中心。
这为气象预测、水资源管理等领域提供了重要的数据支持，对于人们的生产生活具有重要的意义。
汽车雨量传感器是什么？作用在哪？
汽车雨量传感器是什么？作用在哪？雨量传感器主要是用来检测是否下雨及雨量的大小。
当汽车在雨雪天等恶劣天气下行车时，由雨量传感器向微电脑提供信号，微电脑自动调整前照灯的宽度、远近度，明暗度；同时天窗系统也会自动关闭车窗。
为确保驾驶员在雨天具有良好的视线，汽车挡风玻璃上装有自动雨刷，在下雨天，当传感器检测到有雨水落到了挡风玻璃上，就对雨刷发出指令使其开始工作，车的前挡风玻璃上的雨水即被清除了。
且智能控制系统探测并分析雨刮器的刮雨频率，提高驾驶员的视觉效果，保证了视线通畅，确保行车安全。
平常的车都只是慢中快三个档位,有时候慢档不够；快档太快，如果有雨量感应器就不用这么费事了，它可以根据雨水在玻璃上的水量自动刷。
雨量传感器的种类和原理常见的雨量传感器主要有流量式雨量传感器、静电式雨量传感器、压电式雨量传感器，红外线式雨滴传感器。
流量式雨滴传感器如图所示，S1/S2/S3为流量监测电极板，S1-S2为2.5cm，距离较近，小雨量时T1先导通，J1吸合，雨刮低速转动；S1-S3为3cm距离较远，大雨量时T2先导通，J2继电器吸合，常开触点接通，雨刮电机高速转动。
电容式雨量传感器如图所示，静电面积S，电极间的间隔d不变，则电容C只有介电系数ɛ决定，因水和空气的介电系数ɛ值不同，C随雨滴的大小而变，利用静电容的变化，改变振荡电路的振荡频率，从而控制雨刮器的动作。
压电式雨量传感器现在的雨量检测刮雨器，将雨量传感器检测出的雨量变成电信号，根据电信号的大小，自动设定刮雨器的工作时间间隔，控制刮雨器的动作。
在这个系统中雨量传感器的作用最重要。
下面就介绍利用压电振子的传感器：压电振子利用压电效应将机械位移（振动）变成电信号。
如图，压电振子受到雨淋，按照雨滴的强弱和雨量做振动。
雨滴传感器由振动板、压电元件、放大电路、壳体及阻尼橡胶构成，如图所示。
振动板的功用是接收雨滴冲击的能量，按自身固有振动频率进行弯曲振动，并将振动传递给内侧压电元件上，压电元件把从振动板传递来的变形转换成电压。
雨量传感器雨量计安全操作及保养规程
雨量传感器雨量计安全操作及保养规程前言雨量传感器雨量计是用来测量雨水量的重要设备。
在使用过程中，科学的操作和正确的保养是避免故障和延长使用寿命的关键。
本文将介绍雨量传感器雨量计的安全操作和保养规程。
安全操作规程1. 安装安装前请确认以下几点：•安装位置可以代表周围范围的降雨状况。
•安装位置的地面应该平坦，便于安装和操作。
•安装位置应远离其他高大建筑，以免影响测量精度。
•雨量传感器雨量计应紧密安装在固定架上。
在进行安装前，请确认传感器雨量计是否正确，包括雨量计的详细说明书、标定系数和线缆引导。
安装完成后，再次验证所有指示灯的正常工作状态。
在电缆连接的过程中，请注意保护绝缘，并且不要让电缆在过程中损坏。
2. 操作雨量传感器雨量计应定期检查和测试。
如果遇到雨天，请打开测量仪的在线温度计，相应的标定系数将通过在线计算自动计算出来。
如果在测试时发现异常，请即时停止使用，并与生产厂家联系解决问题。
3. 储存当雨量传感器雨量计不在使用时，请将传感器与所有电缆、指示灯等设备保持干燥。
同时，禁止把测量仪暴露于阳光下，或用力震动、扔掉等造成损伤的行为。
保养规程1. 清洁定期清洁传感器的外壳和所有电缆，并确保它们没有脱落或受损。
使用温水和柔软布擦拭，避免使用化学剂，以免损坏测量仪表面。
在使用清洗剂时，应避免与测量仪的任何接头或电缆直接接触。
2. 校准当测量仪出现误差或其他明显问题时，请根据生产厂家的建议进行校准。
在校准期间，请勿进行测量，以免测量误差变大。
3. 维护如果您发现测量仪其它问题，请及时与生产厂家联系进行维护工作。
在维护过程中，请勿随意对测量仪进行拆卸，更换或修理，以免破坏计量表的精度。
4. 更换零部件在更换倾斜度，松余感应器等部件时，请按照生产厂家的建议进行，不得大量搅动计量表，否则会对计量表的精度造成损害。
另外，在更换三芯导线上的各个接点时，请注意接头端子的正确安装。
结语以上就是雨量传感器雨量计的安全操作和保养规程。
雨量传感器工作原理
雨量传感器工作原理
雨量传感器是一种用于测量和监测降雨量的设备。
其工作原理基于水的导电性和流体浸润性。
传统的雨量传感器通常采用一个容器或漏斗，集水面积相对固定，水流经过时被收集在容器中。
当容器中的水达到一定高度或重量时，传感器会产生一个电信号，表示降雨量的大小。
近年来，智能型雨量传感器的工作原理逐渐演化为电容式或电阻式。
这些传感器利用电极与土壤或大气中的水分接触，测量电容或电阻的变化来确定降雨量。
电容式雨量传感器通过电容效应测量降水对电极间电容的影响。
当降水发生时，水滴的存在会使电容的值发生变化，传感器通过测量电容的变化来推断降雨量。
电阻式雨量传感器是利用水的导电性原理工作的。
传感器表面涂有导电物质，一旦水滴接触到表面，形成了一个电路。
通过测量电路的电阻值，可以推断降雨量的大小。
无论是电容式还是电阻式的雨量传感器，都需要通过微控制器或其他设备来转换和处理传感器获得的数据，并将其转化为可读性的数字或图形输出。
雨量传感器的工作原理
雨量传感器的工作原理
雨量传感器是一种用于测量降雨量的设备，它能够根据降雨情况提供准确的数据。
雨量传感器的工作原理基于感应雨滴下落的过程。
传感器通常由一个圆柱形的杯子和一个计算器组成。
杯子的底部开有一个小孔，当雨滴落入杯中时，它们会引起杯中的液体水平上升。
液体水平的上升将触发计算器记录一次降雨事件。
为了提高准确度，某些雨量传感器还会配备一个天平。
这个天平可以测量杯中水的重量，从而计算出雨量。
当雨滴进入杯子时，液体水平的上升会导致天平示数增加，该增加值与雨滴的重量成正比。
通过测量天平示数的变化，便可以计算出降雨量。
有些雨量传感器还会采用压力传感器的原理来测量降雨量。
传感器通过测量雨滴撞击地面或传感器表面时产生的压力变化来计算降雨量。
这种传感器适用于各种不同的表面和环境条件。
总的来说，无论是通过液体水平的上升、天平示数的变化还是压力的变化，都能够准确地测量降雨量。
这些数据对于气象预报、水资源管理和环境监测等领域都具有重要意义。
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摘 要：为解决防洪中水位和降雨量人工监测存在的操作不安
全、数据不准确和实时性不强等问题，我们开发了单片机控制
的水位与降雨量监测系统。
该系统以单片机为控制核心，采用
了较好的系统软件与硬件。
利用该系统，可实现江河、湖泊与
水库水位及降雨量信息的自动采集和处理。
关键词：单片机 水位 降雨量 监测
1、前言
由于我国的水灾频频发生，因此必须监测江河、湖泊与水
库等的水位及这些区域的降雨量。
这种监测不但可为预防水
灾、及时进行防汛决策提供大量可靠的数据和资料，同时还可为防洪抢险救灾和保护人民生命财产安全发挥重要作用。
目前，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。
该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量难准确、监测实时性不强等问题。
为了实时准确监测水位及降雨量，我们新近开发了一套单片机控制的水位与降雨量监测系统。
该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。
利用该系统，可以实现江河、湖泊及水库等水位和该区域降雨量的有效监测。
2、系统功能
由于单片机控制水位与降雨量监测系统是用于江河、湖泊及水库水位和该区域降雨量的监测，因此这个系统应具有如下功能：
2、 1水位自动检测功能
该系统能自动检测江河、湖泊及水库等水位。
水位检测范围为0-100M ，误差≤10MM 。
2、 2降雨量自动检测功能
该系统能自动检测江河、湖泊及水库等区域的降雨量。
降雨量测量范围为0-500MM ，误差≤1MM 。
2、3自动报警、数据处理、显示及打印功能
当水位、降雨量达警戒线时，该系统能自动进行声、光报警。
能自动记录水位及降雨量数据，并可利用自己的数据处理软件实时进行数据处理。
能自动显示与打印指定时间段的水位、降雨量报表等。
该系统的显示器件采用液晶显示屏。
2、 4通信功能
该系统通过RS232通信协议进行内部数据传送，它可与其他水文信息监测系统进行联网运行。
3、系统总体结构及工作原理
系统总体结构如图（1）所示。
系统主要由数据采集器、数据传送器、数据处理部分等组成。
该系统是一种单片机集散控制系统。
图中的数据采集器主要担负水位和降雨量信息的采集任务，并将采集的信息实时传送数据传送器中。
数据传送器接收信息后，无线发送信息至采集点主机，再由该主机进行分析和处理。
由于采集点主机通过RS-232C 接口与Modem 相连，Modem 又接入公用电话网（PSTN ），因此该主机处理后的信息又可通过PSTN 以数据包的形式发送到数据处理中心。
(图1)系统总体结构图
4、数据采集器
4、１数据采集器硬件
数据采集器由80C51单片机、通信电路、复位及看门狗电路、时钟电路、A/D转换器电路等组成。
其组成方框图如（图2）所示。
由于数据采集器被置于水下，因此它不宜自带电源。
其电源由位于水面上的数据传送器提供。
水位传感器与降雨量传感器的原理和结构都有所不同，但本文不作详细介绍。
微处理器监控芯片采用ADM692。
时钟芯片采用S-3530。
时钟芯片每5分钟输出一个中断信号，请求CPU进行数据采样和转换。
A/D转换器芯片采用AD0809，其分辨率为8 位，其逐次逼近的转换时间为100uS。
数据采集器硬件电路图如（图3）所示。
（图2）数据采集器硬件组成方框图
（图3）数据采集器硬件电路图
4、2数据采集器软体
为提高水位和降雨量采样信号的真实度，本系统利用程序对外部干扰进行数字滤波。
即利用程序将采样信号进行加工处理，去除或削弱干扰的影响。
由于测量水位时江河、湖泊及水库波浪冲击可能引起采样信号产生瞬时、幅值较大的脉冲干扰。
这种干扰一旦出现在采样时刻，则破坏系统的正常工作，因此数据采
集器必须对采样信号进行滤波。
数据采集器采用中值滤波法。
即对水位或降雨量信息在每5分钟连续采样5次，然后将采样值从小到大排队，再取中间值为真实信号。
在软件设计时，为防止干扰，系统软件的程序中安排了“冗余指令”和“软件陷井”，同时还考虑到万一程序“弹飞”，应能让其自动复位到正常状态而设置了“看门狗”。
看门狗溢出周期为1.6S、复位时间为50mS。
数据采集器主程序流程图如图（4）所示。
（图4）数据采集器主程序流程图
5、数据传送器
5、1数据传送器硬件数据传送器接收数据采集器传送的水位或降雨量信号，并采用无线发送方式将此信号传送给采集点主机。
数据传送器硬件组成方框图如（图5）所示。
图中，微处理器监控芯片采用ADM695。
无线发射模块采用微型远程无线发送组件CSJ-TGN 150，最大发射距离1500M、工作频率351MHZ，最大功耗500mW。
由于电源需同时为数据采集器和数据传送器供电，因此需具备电源监控和后备电池切换功能，而这种功能可由微处理器监控芯片ADM695自身电路来实现。
由于电池切换电路所能提供的100mA的输出电流不能满足用电量要求，所以硬动三极管来获得更大的输出电流。
数据传送器硬件电路图如（图6）所示。
（图6）数据传送器硬件电路图
5、2数据传送器软件
数据传送器抗干扰措施与上述数据采集器基本相同。
它除设置“冗余指令”、“软件陷井”和“看门狗”外，还采用中值方法进行数字滤波。
为减少发射功率消耗，降低电源的能源负担，数据传送器采用间歇工作策略，即每5分钟发射一次信号。
也就是单片机的每次的“休眠”时间为5分钟。
在休眠状态下，ADM695中CPU 的主要任务是等待串行口发出的中断请求信号，一旦出现这种信号，CPU便响应这个请求，并顺序执行启动“看门狗”、接收数据、中值滤波和发送数据等程序。
数据传送器主程序流程图如（图7）所示。
图中“看门狗”的溢出周期为1.6S，复位时间为50mS。
（图7）数据传送器主程序流程图
6、采集点主机
6、1采集点主机硬件
采集点主机完成水位和降雨量数据处理任务。
处理内容包括数据的分析、显示、打印、报警等。
同时还通过公用电话网（PSIN）将数据发送到数据处理中心。
采集点主机的微处理器监控芯片采用ADM695，其看门狗溢出周期为1.6S，复位时间为50mS。
由于该芯片具有电源监控和后备电池切换等功能，因此它为采集点主机提供了完备的监控体系。
数据存储器采用CAT24WC64。
其特点：宽工作电压(2.7¬¬-6V)、有擦写安全保护措施，从而可提高数据的安全性和可靠性。
数据存储器存储空间可按存储一天的数据分配1K空间，按最大存储2月（62天）的数据总共分配62K空间，其地址为2K--64K。
此时已将前2K作为备用空间。
数据存储管理采用段页式，即每8K为一段，并在存储器开辟一段空间放置段内基址表，通过查表获得段内基址。
采集点主机打印机选用PP40型，它具有体积小、价格低、可靠性高等特点，能较好地满足本系统的要求。
液晶显示模块采用日本东芝公司生产的DMF5005N液晶显示屏。
它具有体积小、重量轻、低电压和低功耗等特点。
键盘采用4×4键，键盘接口选用zlg7289A。
无线接收模块采用微型远程无线接收组件CSJ-R3，其最大接收距离为1500M、工作频率为351MHZ，最大功耗为500mW。
时钟芯片采用X1203，它具有日历和定时信号输出功能。
采集点主机硬件的组成方框图如（图8）所示。
6、2采集点主机软件
采集点主机主程序较为简单，它主要采用中断工作方式。
如单片机CPU响应显示时间中断请求时，它便调用显示子程序来实时显示时间、水位与降雨量情况。
CPU响应串行口的输入中断请示时，它便调用数据接收子程序。
CPU响应键盘中断请求时，它便调用键盘子程序。
其他子程序调用情况如（图9）的采集点主机主程序流程图所示。
（图9）采集点主机主程序流程图
7、结束语
本文所介绍的单片机控制水位与降雨量监测系统经实验室调试成功，且经水库实地运行效果良好。
参考文献
[1]何立民《单片机应用技术选编》北京航空航天出版社1997年2月
[2]万福君《单片微机原理、系统设计与开发应用》中国科学技术大学出版社1994年11月
[3]郭敬枢《微机控制技术》重庆大学出版社1994年11月
[4]周立功单片机网。