DZZ4自动气象站结构与原理
新型自动气象站仪器故障诊断分析及维修维护方法
新型自动气象站仪器故障诊断分析及维修维护方法摘要：新型自动气象站在国民经济和农村发展中发挥着举足轻重的作用。
通过对DZZ4型自动气象站气压、风向、风速传感器、温、湿传感器的维修维护方法进行了研究，以保证气象资料的顺利、传送，提升台站业务人员的整体气象服务水平，并为基层气象台站业务人员提供一些参考建议。
关键词：DZZ4；自动气象站仪器；故障诊断；维修维护引言随着我国陆地气象服务的发展，DZZ4自动气象站已经在许多台站上运行，并取得了较好的效果。
DZZ4型自动气象台运用当今成熟、稳定、先进的电子测量、数据传输及控制系统技术，并运用现代总线技术路线，严格按照《新型自动气象(气候)站功能规格书(修订版)》要求开发的新一代自动气象台。
该系统具有可靠性、可维护性和要素扩充性等特点，能较好地满足现代化气象服务发展的需要，在测试和数据品质上取得了长足的进展，能够完全适应新时代气象事业的发展要求。
DZZ4型自动气象站是“积木式”结构， CAN总线技术，它包括：主采集器、分采集器、传感器、光纤模块、外围设备、电源系统等。
根据国家气象局的相关规定，各台站应根据需要，对自动气象站进行日维护、周维护、月维护、季度维护和年维护。
1DZZ4型自动气象站系统概述DZZ4自动气象站是在现代总线技术和嵌入式技术基础上建立起来的，按照国际规范，按照开放性的技术路径进行设计的。
这种新型气象自动台采用了“主/次”的架构，既可以满足全面的综合观察，又可以进行高性能的多功能的数据分析。
主要采样机与分采样机采用 CAN总线进行联机，并在主机上提供了一个通用的实体和一个实际的应用界面，以便满足扩充需求，便于迅速扩充天气因素，充分发挥DZZ4的灵活特性。
了解DZZ4新气象台的“模块化”体系架构，能更好地做好日常的维修工作，做到防患未然，尽量降低失效等故障问题的出现，保证自动气象台监测工作的顺利进行。
2DZZ4型自动气象站系统组成2.1通信、电源、主采集、温湿度分采集系统主要收集装置主要用于收集装置和分采器上的传感器，并根据标准进行处理、存储和传输。
安顺国家基本气象站一次雷暴天气引起的DZZ4型自动气象站故障分析
安顺国家基本气象站一次雷暴天气引起的DZZ4型自动气象站故障分析摘要：文章主要以安顺国家基本气象站一次因雷暴天气引起的DZZ4型自动气象站故障为例，介绍了DZZ4型自动气象站的结构、故障判断、故障的处理及故障的分析总结，为基层气象保障人员提供参考。
关键词：雷暴；DZZ4型自动气象站；故障判断；引言近些年来，随着国家地面观测自动化工作的不断推进，各种气象软件和气象自动化设备不断增加，对于自动气象站观测设备的要求也不断提升。
安顺国家基本气象站从2013年11月开始安装DZZ4型自动气象站，于2014年1月正式启用DZZ4型自动气象站的安装。
相比原来的CAWS600型自动气象站，DZZ4型自动气象站具有功能强，综合处理能力强，扩充方便（通过外部总线技术，实现采集系统的随意扩展及裁减）等优点。
地面气象观测场四周必须空旷平坦，这一特点使观测场内自动观测仪器设备在雷暴天气条件下被雷击可能大大提高。
从雷电防护的角度看，由于各类传感器、数据采集系统为弱电系统，分布在室外 LPZ1 区，对电磁干扰极为敏感，而雷电的电压可高达数十万伏，瞬间电流可高达数十万安，对自动站气象站系统具有极大的破坏性。
由于系统环节多、接口多、线路长等原因，给雷电的耦合提供了条件，是雷电感应脉冲过电压容易侵入的原因，也是感应脉冲过电压侵入的主要通道。
因而，地面气象观测场中自动气象站设备遭遇雷击的可能性较高。
自动气象站设备一旦遭遇雷击，技术人员应及时排查故障，恢复自动气象站的正常业务运行。
以下针对安顺国家基本气象站出现的雷击故障，对自动气象站设备遭遇雷击后，如何进行快速、有效地装备保障进行全面分析。
1雷击自动气象站设备维护案例安顺国家基本气象观测站自动气象站型号为 DZZ4 型，进行10 个气象要素的自动观测。
1.1 雷击后设备故障描述2017 年8 月27日19 时43分，雷暴天气过境，安顺国家基本气象站于当天遭感应雷袭击后，自动气象站计算机电源被雷击坏，数据采集器工作指示灯不亮，温湿分采、地温分采集器工作指示灯不亮。
新型自动气象站采集器故障诊断与维修处理策略
新型自动气象站采集器故障诊断与维修处理策略摘要：随着社会的进步，新型的自动气象站观测系统逐渐取代了旧式的气象观测手段，提高了气象观测的准确率，减少了人工的投入使用，大大提高了气象预报的水平以及服务质量。
但与此同时也产生了一些问题，新型自动气象站的设备在运行过程中很容易发生故障，以及人为因素会造成一些操作失误，对气象观测造成了一定的影响。
本文通过介绍DZZ4新型自动气象站采集器的常见故障诊断与维修处理，以供相关部门参考。
关键词：DZZ4新型自动气象站；故障诊断；维修处理引言随着科技的进步，新一代的自动气象站已经成为当今社会气象领域的核心支撑，它们不仅能够精确收集、传输、分析、处理、记录，而且还能够以极高的精度、极高的灵敏度，对我国的气象数据的准确性起到至关重要的作用。
尽管自动气象站的结构和原理十分复杂，其中包含了大量的观测元件和设备，但它们也难以避免地存在着软硬件故障。
由于这些故障往往由不同的原因引起，所以，及时发现、诊断与维修这些新型自动气象站的故障，以确保其正常运行，已经成为当前气象站的一项重要职责[1]。
1DZZ4新型自动气象站收集器故障诊断DZZ4型自动气象采集器拥有一个主采集器以及若干分支采集器，包括WUSH-BH主采集器、WUSH-BTH温湿分采集器、WUSH-BG2地温分采集器等，它们之间可以实现线互联，这样一来，现场就可以快速部署，并且可以根据不同的监测需求进行调整，从而提高系统的效率。
当出现故障时，现场观察员应该首先仔细检查采集和通信软件的参数是否符合要求，然后立即手动卸载数据，并及时重新启动采集器，以确保系统的正常运行。
在地面测报过程中，如果采集器指示灯闪烁不正常，交流电输入灯和直流电输出灯正常，则极可能集电器是发生故障。
如果发生这种情况，应立即检查或更换采集装置。
1.1主采集器故障诊断如果气象要素显示异常，并且主采集器的运行指示灯出现异常闪烁，首先应该检查是否存在通道参数配置问题。
DZZ4自动站能见度传感器故障排查与处理对策探究
DZZ4自动站能见度传感器故障排查与处理对策探究摘要：由于新型自动气象站的采集器、传感器长期在自然环境中暴露，且持续不断运行，因自然老化或天然破坏很容易造成传感器数据异常。
基于此，本文在能见度仪结构及工作原理的基础上，重点分析了DZZ4自动站能见度传感器故障排查及处理对策，并提出了日常维护办法，以降低故障问题的出现，确保DNQ1能见度仪可以正常稳定运行。
关键词：能见度传感；故障排查；处理对策；日常维护引言能见度可以将大气透明程度反映出来，是重要的物理量，一旦出现强降雨、沙尘暴、雾霾等天气过程，会降低大气透明度，造成能见度变差。
由于大气探测技术的快速发展，能见度自动化探测设备应运而生，为能见度观测提供了有利条件。
当前，我国自动气象台站普遍选用的能见度仪是国产系统的前向散射能见度仪，尤以DNQ1的应用最为广泛。
自山西省大同市气象局使用DNQ1/V35能见度仪探测设备以来，对能见度实现了自动化观测，在降低观测人员工作强度的同时，还减少了因人为因素而产生的误差，为公共服务、气象业务、专业服务以及科学研究工作提供了丰富的观测资料。
业务人员应熟练掌握自动能见度仪的工作原理、数据处理、日常维护和技术保障等方面内容，确保自动能见度仪可以正常、稳定的运行。
1、能见度仪结构及工作原理当前，对能见度进行测量主要包括透射法和散射法两种，前者是对衰减之后的光强度进行监测，并借助于对应的公式对能见度数据进行计算；后者是包括前向型散射法和后向型散射法，其中前向型散射型的接收器和发射光源在反端，而后向散射型的接收器和发射光源处于同一端位置。
1.1能见度仪组成对于DNQ1型能见度仪传感器来说，其设计的过程中主要是基于大气中的颗粒物前向散射原理，是在投射式能见度仪之后而发展起来的新一代气象能见度监测设备，，其优点是测量的精确度和集成度较高，在安装维护中极为方便。
DNQ1型能见度仪主要有三部分组成，分别是传感器、采集器单元和外围设备。
DZZ4新型自动气象站观测数据异常分析处理
DZZ4新型自动气象站观测数据异常分析处理作者：毕于健来源：《现代农业科技》2016年第22期摘要结合山东省泰山站DZZ4新型自动气象站的实际，分析新型自动气象站异常数据，并给出对应处理措施，探讨新型自动气象站日常维护，以提升泰山站地面气象测报质量。
关键词 DZZ4新型自动气象站；异常数据；分析；处理；日常维护中图分类号 P415.1+2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）22-0217-01地面气象观测数据质量的高低直接影响台站的服务质量。
泰山站自从引入新型自动气象站以来，实现了地面气象观测自动化，提升了气象观测数据信息准确性。
在实际应用中，新型自动站观测数据极易受多种因素影响出现异常，需要使用人工等方法对故障和异常数据信息进行排除，使新型自动气象站恢复正常运行。
1 山东省泰山自动气象站概况DZZ4新型自动气象站由采集器、传感器、电源和通讯接口4个部分组成。
新型自动气象站使用了目前最先进的电子信息自动化技术成果，具有自动化、精度高、可扩展和易维护的特点，实现了对蒸发、降水量、温度、风向、风速、气压、地温等数据的采集，观测要素数据可精确到分钟。
新型自动气象站可以通过监测数据文件信息来判断自动气象站是否出现故障，大大降低了测报人员的工作强度。
2 DZZ4新型自动气象站观测数据异常的分析处理2.1 温湿度数据异常遇暴雨、大风等恶劣天气，雨水极易打湿传感器和电源接口处，这种情况会导致整点温湿度数据异常，通常使用人工方法补测；如果观测要素数据出现异常，基本站只有在每天的8：00、14：00、20：00定时编制气象测报，要使用人工方法补测。
若观测到的温度数据正常、湿度数据在整点10 min前后出现缺测，可以结合干湿球数据通过人工的方法补测缺测数据。
除此之外，还可以结合同时间段观测到的湿度数据进行补测[1-2]。
2.2 极值异常某时间段内的时极值出现异常很容易影响日极值的挑选，工作人员可以对该时间段的极值作为缺测进行处理。
DZZ4新型自动站故障处理及日常维护
DZZ4新型自动站故障处理及日常维护摘要：本文基于内丘县应用DZZ4新型自动站的实际情况，着重探讨了其运行过程中的常见故障及处理，并针对DZZ4新型自动站的日常维护提出自身的几点建议，以期能够为顺利开展气象测报工作，提高气象观测质量提供一定的参考。
关键词：DZZ4；新型自动站；故障；处理；日常维护引言随着社会经济与科技的发展，气象事业也突飞猛进，与此同时，新型自动气象站在全国各个地区得到广泛应用。
河北省内丘县自DZZ4新型自动气象站投入使用以来，既使气象观测人员的劳动强度明显降低，又使气象观测质量显著提升。
但是在其实际运行过程中往往会出现各种各样的问题，严重阻碍了气象测报工作的顺利开展。
因此，要求气象观测工作人员必须熟练掌握基本观测知识及新型自动站相关的理论知识，还能够及时发现故障并采取有效的处理应对措施，使自身的实际操作能力得到明显增强，不仅能够保证自动气象站的安全、正常运行，还能为顺利开展气象观测、天气预报及气象服务等工作提供一定的保障。
1 DZZ4新型自动站的系统结构1.1结构设计DZZ4新型自动气象站作为新一代自动气象站，是由江苏无线电科学研究所研制而成的。
此种类型的自动气象站以多年的自动站专业设计经验为基础，并综合电子测量、数据传输、数据控制等多项技术进行设计，能够实现实时远程监控，且具有较高的准确性、可靠性，易于维护与扩展等特点。
1.2硬件结构DZZ4新型自动气象站由主采集器、分采集器、传感器、外部总线与外围设备等几部分硬件结构组成。
其中采集器主要由若干个分采集器及1个主采集器组成，并使用CAN总线将各个采集器之间进行相互连接。
主采集器主要用于采集气压、雨量、风向风速、蒸发量及降水等要素；而分采集器主要用于采集地温、温湿度及辐射值等要素。
DZZ4新型自动站传感器种类主要有智能传感器、数字传感器与模拟传感器等几大类。
智能传感器主要包括温湿度传感器、能见度传感器、称重式降水传感器、气压传感器等；数字传感器包括风向风速传感器、翻斗式雨量计；模拟传感器主要包括高精度气温传感器、地温传感器、蒸发传感器与湿度传感器等。
新型自动气象站实习实训(修改)
实习实训1电子技术基础1.1 目的要求1.掌握数字万用表的基本使用方法。
2.能够对基本的电子元器件进行识别和测试。
3.了解DZZ4和DZZ5电源系统结构和原理，掌握电源系统的测试步骤。
1.2学时4学时1.3预习内容1.电子技术基础。
2.新型自动站电源结构。
1.4 设备与工具1.数字万用表。
2.电阻、电容、电感、二极管、保险管。
3.DZZ4和DZZ5新型自动站电源箱。
1.5 原理与说明1.基本概念电压：静电场中电荷在某一点所具有的势能，又称电势能，用符号U 表示。
单位：伏特（V）。
电流：电荷的定向移动，电流的大小称为电流强度，用符号I表示。
单位：安培（A)。
电阻：导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻，用符号R表示。
单位：欧姆（Ω）电功率：描述电做功快慢的物理量，也称为单位时间内电能所做的功。
W=P*t（电功），P=U*I（电功率）电流、电压、电阻的关系：U=R*I I=U/R R=U/I2.数字万用表是一种数字化新型测量仪表，输入阻抗高、测量对象和量程宽、读数显示准确直观。
数字万用表可以测量交、直流电压、电流、电阻图1.1 UT51型数字万用表等，有的还能测量电容、电感、晶体管参数、频率、温度等。
图1.1为UT51型数字万用表外形，面板上部为液晶显示屏，显示屏左下方设有整机电源开关（POWER），按下为“开”，再按一下使其弹起为“关”。
面板中央为测量选择开关，使用时，转动旋钮至适当挡位即可。
面板下部有4个插孔，分别是公共端插孔“COM”；测量电压、电阻和二极管插孔“VΩ”；测量较低电流插孔“A”；测量较高电流插孔“10A”。
使用时，将黑表笔插入“COM”插孔，红表笔插入相应插孔。
3.DZZ4型自动气象站电源供电采用交流供电系统，如图1.2所示，主要由空气开关、开关电源、防雷组件、蓄电池和充电保护模块等组成。
供电单元的输入为 AC220V。
供电单元的输出有两组，均为 DC12V，分别给主采集箱和各分采集箱进行供电。
DZZ4型自动气象站观测中常见故障诊断方法
向、 风速 、 降水 和地 温） 的常见故 障的排 除方 法 ， 正确判 断分 析出现异常情况的原 因， 掌握 各种要 素故障时 的应 急处理措 施 ， 保
证数据采集 的准确性 、 完整性 和可用性。
关 键词 ： 要素； 分析； 诊断
中图分 类 号 ： Ｐ ４ １ ５ ． １ 文献 标识 码 ： Ｂ 术构建 ， 它 由硬件 和 软 件 两 大部 分 组 成 。硬 件 包 括 采集器（ １ 个 主 采集 器 和若 干 个 分 采集 器 ） 、 外 部 总
随着 Ｄ Ｚ Ｚ ４的 普 遍 使 用 ， 自动气 象 站 能 否 正 常
５ ｃ ｍ地温， 若数据显示正常 ， 则 可判断地温分采 没
有 问题 ， 有 可能 是 ５ ａ ｍ地 温传 感器 或线 路故 障 。
３ ． ２ 测 量 法
运行及数据采集是否 准确、 完整、 可用就显得 尤为 重要 。 自动观 测 的数 据 客 观 连 续 ， 很 大 程 度 上 避 免 了人为误差 ， 使气象资料的代表性 、 准确性 、 比较性 更强。然而由于 Ｄ Ｚ Ｚ ４使用 时间短 ， 对仪器 的性能 和维 护保 养 还 比较 欠 缺 ， 为 了保 证 Ｄ Ｚ Ｚ ４的正 常 运 行， 仪器的维护是关键 。保 障 Ｄ Ｚ Ｚ ４的正常运行 ， 对 气象 而言 尤 为 重 要 。通 过 台 站 在 实 际 工 作 中 遇 到
障的排除方法 。
２ Ｄ Ｚ Ｚ ４的 组 成 结 构
Ｄ Ｚ Ｚ ４基 于现代 Ｃ Ａ Ｎ总线 技术 和嵌 入式 系统 技
感器输出信号值 。 万用表是 自动站故障判断 中不可缺少的测量工
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ － ０ ５ － ０ ６ 第一作者简介 ： 唐燕 （ １ ９ ８ ４ 一） ， 女， 工程师 ， 主要从事综合气象业务工作 。
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数字传感器
结构原理—传感器
模拟量传感器
传感器输出电流或电压，采集器按规范要求对其进行采 样计算，输出各气象要素值。 温度: WUSH-TW100 （ZQZ-TW）温度传感器 温湿度:DHC2湿度传感器 其他
辐射传感器、蒸发传感器等
结构原理—传感器
数字量传感器
传感器输出脉冲或频率，采集器对其采样计算。
支持检定参数设置，对测量结果进行订正；
具有自检、自校功能； 具有运行状态监测功能； 可直接挂接到新型站的CAN总线上。
结构原理—温湿度智能传感器
WUSH-BTH温湿度分采集器接线图
结构原理—温湿度智能传感器
CAN线和 电源线
温湿 度传 感器 接入 端
气温传 感器接 入端
0～1V
风速信号 风杯静止时电压5V 风杯转动时3V左右
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风向计算原理
格雷码转为二进制码的算法则较为繁琐，计算公式如下： Rn为n位的格雷码，Cn为转换后的二进制码
Cn = Rn，
Cn-1 = RnR⊕n-1， Cn-2 = RnR⊕n-1R⊕n-2，
…
C1 = RnR⊕n-1R⊕n-2…R⊕⊕2R⊕1， C0 = RnR⊕n-1R⊕n-2…R⊕⊕2R⊕1R⊕0.
结构原理—温度传感器工作原理
温度传感器接线图
四线制测温法（Rt =100+0.385t ）
温 度 T/℃
20 ℃ 0℃ 100
107.. 7
Pt 电 阻R/Ω
结构原理—湿度传感器
DHC2湿度传感器
DHC2型温湿度传感器，当前在新型站中只作为湿度传感器使用， 是新一代湿度传感器，湿敏元件采用Vaisala公司新一代电容式湿 敏元件HUMICAP180R，具有更高的测量准确度，更好的耐高湿 性能和长期稳定性，可以实现与HMP45D温湿度传感器的兼容。
结构原理—湿度传感器技术参数
DHC2湿度传感器
测量范围：0%RH～100%RH
分 辨 力：1%RH
最大允许误差：±3%RH(≤80%) ±5%RH(＞80%) 工作电压：12V 输出信号：0—1V
湿度 /RH
RH= V*100% 20% 0 0V 0.2V 输出电压/V
结构原理—湿度传感器
DHC2湿度接线图
气温传感器
模拟传感器 地温传感器 湿度传感器 蒸发传感器 辐射传感器 翻斗雨量传感器 风传感器 气压传感器 智能传感器 温湿度智能传感器 称重降水传感器 雪深传感器
WUSH-TW100
ZQZ-TW DHC2 WUSH-TV2 FS系列 SL3-1 ZQZ-TF DYC1 WUSH-BTH DSC1 DSS1
常见传感器
气压：DYC1气压计 能见度：HY-35（HW-N1）能见度
称重降水：DSC1称重雨量传感器
雪深：DSS1雪深传感器 天气现象传感器
云观测传感器
结构原理—温度传感器
WUSH-TW100温度传感器
WUSH-TW100是高精度铂电阻温度传
感器，等级为IEC60751 AAA，测量范
围(-50～+60)℃。传感器采用不锈钢铠 装，防护级别达到IP67。该传感器具有
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结构原理—风向传感器
• 由风向标部件、内装风向码信号发生器 的壳体以及信号输出插座组成。 • 风向标转轴带动的7位格雷码光码盘 • 7个同心圆轨道，2、2、22、23、24、25、 26 等分 • 相邻每份作透光与不透光处理 • 码盘两侧同一半径上的7对光电耦合器件 • 输出相应的7位格雷码，每一个格雷码代
风向计算原理
从最后一位开始算，依次列为第0、1、2...位 ；
第n位的数（0或1）乘以2的n次方 ；
得到的结果相加就是十进制码。
例：
格雷码为1011011
二进制码为：1101101
十进制码为：1*26+1*25+1*23+1*22+1*20=109 风向值为：WD=109*2.8125=307
结构原理—风速传感器工作原理
新型自动气象站发展
DZZ5—华云升达（北京）气象科技有限责任公司
新型自动气象站发展
DZZ6—中环天仪（天津）气象仪器有限公司
新型自动气象站发展
DZZ1-2—广东省气象计算机应用开发研究所
新型自动气象站设计结构
设计思路
统一标准 统一结构 统一规范
统一功能 统一方法
硬件
采集器采用嵌入式系统 主分多采集器结构 主分采集器通信采用CAN总线
DZZ4自动气象站结构组成
DZZ4自动气象站设备外观及结构图
DZZ4自动气象站功能结构
雷电防护系统
长线串口 直接连通
RS232/RS422/RS485 串口通讯电缆
本地终端计算机
数据采集器系统
气象要素变换 传感器
数据采集
数据存储
数据传输 命令处理
远程无线 数据传输
GPRS CDMA1X 3G、卫星 通讯网络
温湿传感器 中的铂电阻
温湿传感器中的湿 度信号及输入电源
80～120Ω
结构原理—风传感器
ZQZ-TF型测风传感器
风速性能指标： 测量范围：0 m／s～80m／s 分辨率：0.1 m／s 精度：±(0.3+0.02 V) m/s (V-实际 风速) 起动风速：≤0.5m／s 抗风强度：≤80 m／s 输出信号: 频率 工作电压：5VDC 风向性能指标： 测量范围 0---360 分辨率：±3度
结构原理—湿度传感器工作原理
• 湿敏电容是一种具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的 变化而变化。
• 在外界相对湿度发生变化时，作为感湿膜的高分子聚合物能对水汽 分子吸附和释放，其介电常数ε随之变化，促使湿敏电容量发生变化。 • 测湿时的输出信号为电压信号（0～1V），对应湿度为0～100%RH。
3.将格雷码转换为二进制码； 4.将二进制码转为十进制码； 5.风向WD=十进制码×2.8125.
注：若风向输出为模拟电压输出，不是格雷码输出时， 可以按照D=V*360/2.5计算风向
风向计算原理
风向电源5V （采用脉冲电压设计， 用万用表测量时电压 为0） 风速电源 5V
风向格雷码信号 （D6D5D4D3D2D1D0） 高电平为1，低电平为 0 格雷码转二进制：最高位保 留，其他各位异或运算，相 同为0，相异为1 风向估计：二进制*2.8125
换成气象电报和编制成气
象报表的地面气象观测设 备
新型自动气象站发展
全面达到WMO规定的观 测指标，形成自动化、集 约化、标准化的业务体系。
2020
1999
启动地面基本气象要 素的自动气象观测
2008
中国气象局编制《新 型自动气象站功能规 格需求书》，统一了 自动气象站设计要求。
全面提升： 201 建立完善的全自动化 业务流程和观测规范 7
200 6
五种型号的新型自动气象 站完成设计定型，在业务 中推广使用。
2015
2012
第二次跨越： 初步实现云能天自动观测，基 本建立全自动化业务流程和观 测规范。制定了地面软硬件技 术标准和集约化技术架构。
新型自动气象站发展
DZZ3—上海长望气象科技股份有限公司
新型自动气象站发展
DZZ4—江苏省无线电科学研究所有限公司
结构原理—风速传感器
ZQZ-TF型风速传感器
V=0.1f
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结构原理—风传感器接线图
ZQZ-TF型测风传感器
白 红
风向信号D0
风向信号D1
风向信号D2 风向信号D3 风向信号D4 风向信号D5 风向信号D6
紫
12 芯 插 头
棕 橙 淡蓝 黄
(空) 蓝 绿 灰 黑
风速信号WS
风速电源+5V 风向电源+5V 地 屏蔽
保存观测 记录数据， 以备查询、 处理。
数据传 输以及交 互控制命 令处理。
以太网 数据传输
计算机网络
网络计算机
自动气象站电源供电系统 电源（充电）控制器 后备电源 蓄电池 交流市电 太阳能 风力发电
DZZ4自动气象站结构原理
传感器
采集器
电源 通信
结构原理—传感器
传感器类型 传感器名称 型号
翻斗上，就不会给计量翻斗带来附加力，使
• 风速传感器的感应元件为三杯式回转架 • 信号变换电路为霍尔开关电路。
• 在水平风力作用下，风杯组旋转，通过主
轴带动磁棒盘旋转，其上的 36 只磁体形成 18 个小磁场，风杯组每旋转一圈，在霍尔
开关电路中感应出 18 个脉冲信号，其频率
随风速的增大而线性增加。 其校准方程为： V= 0.1F
V：风速，单位：米/秒 F：脉冲频率，单位：赫兹
雨量
如SL3-1，每翻斗计为0.1mm 风向(ZQZ-TF) 七位格雷码，如239度为1111111， 0度为0000000 风速(ZQZ-TF)
输出频率信号，V=0.1f
结构原理—传感器
智能型传感器
传感器内含嵌入式处理器，进行数据采样和处理，直接输 出数据。采集器按一定协议直接读取其数据。
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结构原理—风传感器接线图
风横臂
结构原理—翻斗雨量传感器
SL3-1 型双翻斗雨量传感器主要由承水器 （常用口径为20cm）、上翻斗、汇集漏斗、计 量翻斗、计数翻斗和干簧管等组成。 为了计量正确，上有上翻斗作为过渡， 以保证无论大雨、小雨，计量翻斗受到相同 的冲击力。下有计数翻斗，装有计数用的磁 钢，计量翻斗翻转一次，计数翻斗也翻转一 次，并使安装在固定支架上的干簧管吸合一 次，输出一个脉冲。由于磁钢不安装在计量
表一个风向。
结构原理—风向传感器
ZQZ-TF型风向传感器
七位格雷码盘可将风向标轴的转动角度的度数变换成二进制的数 字信号。