一、系统简介
   本方案根据国家气象局现行的地面台站观测的设计要求，参考配置了定制自动气象站：风向、风速、温度、湿度、气压、太阳辐射、降水量、云量和二氧化碳浓度等。产品主要分为应用和研究试验两个级别，所选专用传感器来自多个国际*品牌，如EKO辐射传感器等，均具有国际***高的品质和可靠性。其中数据采集器接收来自传感器的模拟/数字信号，将这些信号存贮在其本身的内存中，并实时通过RS232线传回终端，由控制软件实时在终端（观测电脑或嵌入式系统）存储和显示。
 
系统四大主要的优势：
1、数据较为精确，符合客户对数据的要求；
2、系统稳定，免维护，符合野外观测和无人值守站的要求，10M/天数据量***高可保存一月；
3、产品可靠，所选传感器有完善的质保和售后，能适应较为恶劣的环境；
4、支持有线、无线等多种数据传输方式，实时查看观测数据；
4、替换方便，若传感器故障，可直接替换；或者客户想更换其他品牌的同类传感器、增加新传感器等操作都能在极短的时间内完成，不管你是身在现场还是远程操作只需在程序界面中修改几个代码即可。而同类设备一般需要复杂的操作，甚至必须返厂设置，这是我司的测量系统的优势所在。
 
    本系统可用于气象/农业/光伏等应用气象研究中作为辅助观测数据，满足观测数据的高稳定性要求，具备高可靠性、易维护、易备份等特点。系统的配置可根据用户的实际测量需求进行增减，该系统由温湿度传感器、风向风速传感器、总辐射传感器等设备组成，详细介绍如下；
 

二、传感器配置
2.1、太阳辐射传感器

    太阳总辐射表采用自主研发的型总辐射表以及世界顶级的日本EKO公司MS系列辐射表，能够满足从日常一般应用到科学级研究的需要。是EKO的MS系列“入门级”产品，它体积小巧、重量轻、安装简便，优质的4mm保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响。但拥有更高的热容和双层保护罩；同时，是目前市场上唯一一款带温度补偿的一等表，具有更高的精度。则拥有质量更高的玻璃罩以及重新设计的具备温度补偿的探测器，具备更快的相应速度、更高的精度，能满足更高级别应用的要求。
  
2.2、数字风速（风向）传感器
　　高动态性能测风传感器有风速传感器、风向传感器和传感器支架组成。风杯和风向标尾翼板用轻质高强度非金属材料制造。它的动态性能好、线性精度高、灵敏度高、测量范围宽、互换性好、抗风强度大，电路抗雷电干扰能力强，寿命长、工作可靠。其性能达到了世界气象组织（WMO）对测风传感器的建议要求。适用于气象、军事、航空、海港、环保、工业、农林、交通等部门测量水平风参量的需要。
原理：风速传感器的感应元件为三杯式风杯组件，信号变换电路为光电转换电路。在水平风力驱动下风杯组旋转，通过主轴带动磁棒盘旋转，其上的数十只光电管通过旋转码盘感应除脉冲信号，其频率随风速的增大而线性增加。
计算公式为：V=0.05F    V:风速，单位：m/s    F：脉冲频率，单位：赫兹。
风向传感器的感应元件为前端装有辅助标板的单板式风向标。角度变换采用的是七位格雷码光电码盘。当风向标随风旋转时，通过主轴带动码盘旋转，每转动2.8125º，位于码盘上下两则的七组发光与接收光电组件就会产生一组新的七位并行格雷码，经整形、倒相后输出。
 
表2. 风向风速传感器技术参数：

	风速	风向
起动风速	≤0.3m/s	≤0.3m/s
测量范围	0～75m/s	0～360°
精确度	±(0.3+0.03V)m/s	±3°
分辨率	0.1m/s	2.8125°
输出信号	脉冲(频率)	七位格雷码
工作电压	DC5V	DC5V
环境温度	-40～+60℃	-40～+80℃
环境湿度	100%RH	100%RH

2.3、温湿度传感器
温湿度传感器、变送一体化设计。采用专用温湿度传感器补偿电路和线性化处理电路。温湿度传感器性能可靠，使用寿命长，响应速度快。
原理：采用高精度专用铂电阻作为感湿组件，配备先进的硬件电路和温度补偿处理技术，达到了整体良好的线性和较高的准确度，并且采用感湿探头和变送电路分体处理。外配防辐射通风罩，有效的阻止了外界环境对传感器采集精度的影响。
 
表3. 温湿度传感器技术参数

温度	铂电阻	pt100
	测量范围	-40～+120℃
	准确度	优于±0.5℃（0～+50℃）
湿度	有效测量范围	0～100%
	长期稳定性	典型值0.5%RH/年
	准确度	±2%（20～+100%RH,20℃） ±3%（0~20%RH,20℃）

2.4、气压传感器
气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气象上使用的所有气压表的刻度均应以hPa分度。在标准条件下，760mmHg的气压等于1032.25hPa。
原理：大气压作用于覆盖有抽空的小盒的敏感元件上，通过它电阻受到压缩或拉伸应力的作用，由于压电效应，电阻值的变化与大气压成正比。
表4. 气压传感器技术参数

测量范围	450hp～1100hp
供电电源	5VDC±1V或1.5mA±0.2mA
工作温度	-40～+45℃
准确度等级	±0.3hp
响应时间	1mS
信号输出	标准RS232接口，广播式发送
输出内容	大气压力，海拔高度。

2.5、土壤温度
采用国际*品牌土壤温度、湿度、酸度、电导率和热通量等传感器。具有测量精度高、稳定性好、耐高温腐蚀等特点，适用于在野外各种天气条件下长期工作。
     

温度精度：	±0.1 K（温度0°C）
传感器：	Pt100  1/3 B Class
出线方式：	单支四线
工作范围：	-50~180 °C，可定制
导线材质：	屏蔽导线外层耐高温硅胶
探针规格：	5mm（外径）×45mm（长度）
导线长度：	3/5/10/30米可选，可定制
应用领域	气象站高精度测量，土壤温度、水体温度等。

2.6、降水
方案中翻斗式雨量传感器适用于气象台（站）、水文站、农林、国防、高速公路、铁路等有关部门用来测量液体降水量、降水强度、降水起迄时间。本传感器符合下列规范及标准要求：SL61-94水文自动测报系统规范；GB11831-2002水文测报装置遥测雨量计；GB11832-2002翻斗式雨量计。
 

型号	PE
采集半径	200±0.6mm
测量范围	≤4mm/min
分辨率	0.2mm
精度	±3%
操作温度	0~50℃
尺寸	260mm(D)×420mm(H)
重量	~3kg