气象观测仪器PPT精选文档
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09 第9章 天气现象观测PPT课件
器内的漏半是活动的，可以拿出，漏斗起到引水作用，重要的是可以防止雨量
器中收集的降水发生蒸发。
外筒内放储水瓶，以收集降水量，储水瓶是一个有一定容量并方便倒水的玻
璃瓶。量杯为一特制的有刻度的专用量杯，其口径和刻度与雨量筒口径成一定
比例关系，量杯有100分度，每1分度相当雨量器测得的降水量为0.1mm。若用
，包括降水、凝结、视程障碍、雷电和其他现象等，这些
现象都是在一定的天气条件下产生的，其中的一些天气现
象对人们的生产、生活和交通运输具有重要影响，有些还
会形成严重的自然灾害。对气象部门，天气现象必须按要
求进行观测和记录，对某些天气现象所造成的灾害，还应
及时进行调查记载。
随着多年科学技术的发展，多数天气现象可以通过仪
❖气象仪器
第9章 天气现象观测
第9章 天气现象观测
9.1降水(雨水)测量 9.2降雪测量 9.3 蒸发量测量 9.4 能见度测量 9.5 云的观测与测量
2
气 象 仪 器
仪器科学与技术系 LOGO
9.1 降水(雨水)测量
序言
气 象
仪
本章学习有关天气现象的观测及有关仪器。
器
天气现象是指发生在大气中、地面上的一些物理现象
仪 器
，以保证准确收集降水。
b.在冬季积雪较深地区，应在其附近装一备份架子。
c.当雨量器安在此架子上时，口沿距地面高度为1.0－ 1.2m，在雪深超过30mm时，就应该把仪器移至备份架
5
仪器科学与技术系 LOGO
9.1 降水(雨水)测量
气
测量降水的仪器主要有雨量器、虹吸式雨量计、
象 仪
翻斗式雨量计、双阀容栅式雨量计，此外还有光
器
地面气象观测方法PPT课件
5、区域站已经建了几年了，究竟区域站的一些 情况是怎样的？其分布如何？
.
2
主要内容
一、地面气象观测的组织工作 二、观测场的场地要求和仪器布局 三、常规地面气象要素的观测 四、自动气象观测系统 五、地面气象观测中可能存在的误
差分析 六、加密区域自动站简介
.
3
一、地面气象观测的组织工作
（一）地面气象观测的作用
仪器安装要求：所有的观测仪器和设备 安装严格按照《地面气象观测规范》进行 安装，误差在允许的范围内。
.
7
观 测 场 仪 器 布 局 图
.
8
.
9
.
10
测量要素 气温
测量范围 -50～+50℃
相对湿度
0～100％
气压 风向
500～1100hPa（任 意200hPa）
0～360°
风速
0～60m/s
.
22
干湿球温度表：通过在同一环境条件下的干球、湿球两支温度示值差
异，计算出湿度要素：水汽压、露点温度、相对湿度。属于间接测量
湿度的方法。
毛发湿度表：主要用于高原、高寒地区，利用不同湿度条件下，毛发
的伸缩量变化测量湿度，直接测量. 相对湿度。
23
自动站采用铂电阻作为测温元件，根据铂电阻
的电阻值随温度变化的原理来测定温度的。铂电阻 丝烧制在细小的玻璃棒或磁板上，外面有金属保护 管。铂电阻在0 ℃时的电阻值R0为100Ω，以0℃作 为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为
三、常规气象要素的观测
(二） 器测项目（7）
➢ 7. 冻土
冻土是指含有水分的土壤因温度下降到 0℃或以下而呈冻结的状态。
承担冻土观测的气象站，应根据埋入土中 的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻 结层次及其上限和下限深度。
.
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主要内容
一、地面气象观测的组织工作 二、观测场的场地要求和仪器布局 三、常规地面气象要素的观测 四、自动气象观测系统 五、地面气象观测中可能存在的误
差分析 六、加密区域自动站简介
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一、地面气象观测的组织工作
（一）地面气象观测的作用
仪器安装要求：所有的观测仪器和设备 安装严格按照《地面气象观测规范》进行 安装，误差在允许的范围内。
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观 测 场 仪 器 布 局 图
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测量要素 气温
测量范围 -50～+50℃
相对湿度
0～100％
气压 风向
500～1100hPa（任 意200hPa）
0～360°
风速
0～60m/s
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干湿球温度表：通过在同一环境条件下的干球、湿球两支温度示值差
异，计算出湿度要素：水汽压、露点温度、相对湿度。属于间接测量
湿度的方法。
毛发湿度表：主要用于高原、高寒地区，利用不同湿度条件下，毛发
的伸缩量变化测量湿度，直接测量. 相对湿度。
23
自动站采用铂电阻作为测温元件，根据铂电阻
的电阻值随温度变化的原理来测定温度的。铂电阻 丝烧制在细小的玻璃棒或磁板上，外面有金属保护 管。铂电阻在0 ℃时的电阻值R0为100Ω，以0℃作 为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为
三、常规气象要素的观测
(二） 器测项目（7）
➢ 7. 冻土
冻土是指含有水分的土壤因温度下降到 0℃或以下而呈冻结的状态。
承担冻土观测的气象站，应根据埋入土中 的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻 结层次及其上限和下限深度。
风的测量-气象仪器1ppt课件
2020/5/11
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. LOGO
7.2 风向的测量
❖ 风向标
风向标的设计要求
1.在小风时能反应风向的变动，即有良好的启动性能； 2.具有良好的动态特性，即能迅速准确地跟踪外界的风 向变化
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. LOGO
7.2 风向的测量
❖ 风向标
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. LOGO
7.2 风向的测量
. LOGO
7.2 风向的测量
❖ 风向信号的传送和指示
风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上， 以触点式最为简单，风向标带动触点，接通代表风向的 灯泡或记录笔电磁铁，作出风向的指示或记录，但它的 分辨只能做到一个方位22.5°。
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. LOGO
7.2 风向的测量
❖ 风向信号的传送和指示
气象仪器
. LOGO
第七章 风的测量
7.1 概述 7.2 风向的测量 7.3 风速的测量 7.4 EL型风向风速计
7.5 风廓线雷达 7.6 测风仪器的安装与检定
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. LOGO
7.1 概述
❖风的定义
空气的运动可分解成垂直的和水平的两个分量。 垂直分量称为空气的垂直运动（如对流运动）。风就 是空气的水平运动，它是一个矢量，风的运动既有速 度又有方向。因此风的观测包括风向和风速两项。 。
的平均值
2020/5/11
地面气象观测中，从给定 时间段内选取任意10min 的平均风速最大值作为该 时间的最大风速
瞬时风速
空气微团的瞬时水平移 动速度。在自动气象站 中，瞬时风速是指3s的 平均风速
极大风速
指某个时段内出现的瞬 时风速的最大值。
《气象观测实验》课件
气压稳定原因 在观测期间没有明显的天气系统 过境，因此气压保持稳定。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
气象观测实验注意事项 与建议
实验安全注意事项
避免在雷雨天气进行观测
雷雨天气可能引发雷电，对观测人员和设备造成安全威胁。
注意防晒与防寒
长时间在户外进行观测，需采取措施防止阳光直射和寒冷环境对人 体的影响。
利用物质热胀冷缩的原理，通 过物质体积的变化来测量温度
。
使用方法
将温度计放在需要观测的位置 ，保持垂直，读数时眼睛与温
度计刻度平行。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
注意事项
避免温度计与热水直接接触， 以免损坏；读数时要保持安静
，避免影响观测结果。
湿度计
种类
毛发湿度计、氯化锂湿 度计、电阻式湿度计等
。
工作原理
利用物质吸湿或脱湿的 原理，通过物质电阻或 重量的变化来测量湿度
相对湿度在观测期间波动较大，最低时仅 有30%，最高时达到90%。湿度变化与温 度变化呈现出反相关趋势。
气压观测结果
风速观测结果
气压在观测期间基本保持稳定，波动较小 。平均气压为1010百帕。
平均风速为4米/秒，最大风速达到12米/秒 。风向以东南风为主，占60%。
结果分析
温度分析
温度的变化与季节和时间有关。白天由于 太阳辐射，温度升高；夜间由于缺乏太阳
。
使用方法
将湿度计放在需要观测 的位置，保持垂直，读 数时眼睛与湿度计刻度
平行。
注意事项
定期校准湿度计，避免 误差；避免湿度计与水 直接接触，以免损坏。
气压计
种类
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
气象观测实验注意事项 与建议
实验安全注意事项
避免在雷雨天气进行观测
雷雨天气可能引发雷电，对观测人员和设备造成安全威胁。
注意防晒与防寒
长时间在户外进行观测，需采取措施防止阳光直射和寒冷环境对人 体的影响。
利用物质热胀冷缩的原理，通 过物质体积的变化来测量温度
。
使用方法
将温度计放在需要观测的位置 ，保持垂直，读数时眼睛与温
度计刻度平行。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
注意事项
避免温度计与热水直接接触， 以免损坏；读数时要保持安静
，避免影响观测结果。
湿度计
种类
毛发湿度计、氯化锂湿 度计、电阻式湿度计等
。
工作原理
利用物质吸湿或脱湿的 原理，通过物质电阻或 重量的变化来测量湿度
相对湿度在观测期间波动较大，最低时仅 有30%，最高时达到90%。湿度变化与温 度变化呈现出反相关趋势。
气压观测结果
风速观测结果
气压在观测期间基本保持稳定，波动较小 。平均气压为1010百帕。
平均风速为4米/秒，最大风速达到12米/秒 。风向以东南风为主，占60%。
结果分析
温度分析
温度的变化与季节和时间有关。白天由于 太阳辐射，温度升高；夜间由于缺乏太阳
。
使用方法
将湿度计放在需要观测 的位置，保持垂直，读 数时眼睛与湿度计刻度
平行。
注意事项
定期校准湿度计，避免 误差；避免湿度计与水 直接接触，以免损坏。
气压计
种类
《气象仪器精品课程》PPT课件
《气象仪器精品课程》 PPT课件
第二章 智能仪器基础
2.1
概述
气 象
仪
2.2
传感器与信号调理
器
2.3
模/数转换技术
2.4
微控制器
2.5
人机接口
2.6
低功耗设计
2.1
数据处理技术
2022/2/15
2
仪器科学与技LO术GO 系
2.1 概述
气
随着微电子技术的不断发展以及单片机的问世，以单片机为
象 仪
主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了 器
Intel的8051系列、
ARM单片机、Microchip
Motorola的M68HC系列、
的PIC系列、Zilog的Z86系
Atmel的AT89系列、华邦
列、Atmel的AT90S系列、
Winbond的W78系列和
三星KS57C系列4位单片机
Philips的P80C51系列等
和义隆的EM－78系列等
❖5 智能仪器发展的新阶段 ----虚拟仪器
仪器科学与技LO术GO 系
第二章 智能仪器基础
2.1
概述
气 象
仪
2.2
传感器与信号调理
器
2.3
模/数转换技术
2.4
微控制器
2.5
人机接口
2.6
低功耗设计
2.1
数据处理技术
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仪器科学与技LO术GO 系
2.2 传感器与信号调理
气
象
传感器与
器
完成滤波、幅度变换等调理功能的电路称为信号调理电路
。
放大
信号调理
滤波
第二章 智能仪器基础
2.1
概述
气 象
仪
2.2
传感器与信号调理
器
2.3
模/数转换技术
2.4
微控制器
2.5
人机接口
2.6
低功耗设计
2.1
数据处理技术
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仪器科学与技LO术GO 系
2.1 概述
气
随着微电子技术的不断发展以及单片机的问世，以单片机为
象 仪
主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了 器
Intel的8051系列、
ARM单片机、Microchip
Motorola的M68HC系列、
的PIC系列、Zilog的Z86系
Atmel的AT89系列、华邦
列、Atmel的AT90S系列、
Winbond的W78系列和
三星KS57C系列4位单片机
Philips的P80C51系列等
和义隆的EM－78系列等
❖5 智能仪器发展的新阶段 ----虚拟仪器
仪器科学与技LO术GO 系
第二章 智能仪器基础
2.1
概述
气 象
仪
2.2
传感器与信号调理
器
2.3
模/数转换技术
2.4
微控制器
2.5
人机接口
2.6
低功耗设计
2.1
数据处理技术
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仪器科学与技LO术GO 系
2.2 传感器与信号调理
气
象
传感器与
器
完成滤波、幅度变换等调理功能的电路称为信号调理电路
。
放大
信号调理
滤波
气象仪器讲解稿
设备名称:玻离钢百叶箱。
设备组成百叶箱通常由木质或玻璃钢两种材料制成，确定箱壁两排叶片与水平面的夹角约为45°，呈“人”字形，箱底为三块平板中间一块稍高，箱顶为两层平板，上层稍向后倾斜。
它是安装温、湿度仪器用的防护设备，内外部分均为白色。
设备功能百叶箱的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。
仪器名称：前向散射能见度仪。
仪器组成前向散射能见度仪由稳定的红外发射光源，高灵敏度、大动态范围的红外散射光接收器，信号采集与处理，控制器，加热器，电源，调制解调器，防辐射罩等单元组成。
仪器功能能见度仪器主要用于测量大气能见度，能见度受许多主观的和物理的因素的影响，基本的气象量，即大气透明度，可以客观地测量，并用气象光学视程（MOR）表示。
测量原理前向散射能见度仪的发射器与接收器在成一定角度和一定距离的两处。
接收器不能接收到发射器直接发射和后向散射的光，而只能接收大气的前向散射光。
通过测量散射光强度，计算出气象光学视程（MOR）。
仪器名称：铂电阻温度传感器。
仪器组成金属电阻温度表是利用金属电阻随温度变化的原理制成的温度传感器，由于铂金属的物理化学性能稳定，材料易于提纯，测温精确度高，复现性好，因此自动气象站主要采用铂电阻作为测温传感器的材料。
仪器功能铂电阻温度传感器用于测量离地面1.5m高度处的空气温度。
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上它反映了物体内部分子热运动的激烈程度或平均动能的大小。
测量原理温度测量通常采取接触式，即将传感器与被测物体(如空气)相接触，当两者经过热量交换并达到热平衡时，具有相同的温度，然后根据传感器输出的信号来确定被测物体的温度。
仪器名称：湿敏电容湿度传感器。
仪器组成本站使用湿敏电容湿度传感器，它由上电极、高分子膜、下电极、基板等组成。
仪器功能湿敏电容湿度传感器用于测量空气中的湿度。
气象仪器PPT第2章气象仪器精品课程综述
气 象 仪 器
操作自动化
具有自测功能 具有友好的人机对话能力
具有可程控操作能力
具有数据处理功能
智能仪器的功能特点
2019/4/7
3
LOGO 仪器科学与技术系
智能仪器发展趋势
1 微型化 2 多功能 3 人工智能化 4 融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的 Internet接入（网络化） 5 智能仪器发展的新阶段 ----虚拟仪器
气 象 仪 器
LOGO 仪器科学与技术系
2.3.1 A/D转换器的主要技术指标
转换误差
线性度 分辨率
转换时间 输入电压范围、功率损耗等
气 象 仪 器
A/D转换器的主要技术指标
•分辨率 是指输出数字量变化一个最小单位(最低位的变化)，对应输入 模拟量需要变化的量。 通常以输出二进制码的位数表示分辨率。 •转换误差 通常以输出误差的最大值形式给出。它表示A/D转换器实际 输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。 •转换时间 是指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳 定的数字信号所经过的时间。
2019/4/7
10
LOGO 仪器科学与技术系
集成仪用放大器
美国AD公司提供的AD521/522、AD612/605等测量放大器；BB 公司的INA114/118；Maxim公司的MAX4195/4196/4197等。
气 象 仪 器
管脚OFF SET(4,6脚)脚用来调节放大器的零点，调整方 法是将这两个端子接到一个10 电位器的固定端，电位 器的滑动端接到负电源上，如图2-2（b）所示，放大器的 放大倍数A： Uout Rs
2019/4/7 18 LOGO 仪器科学与技术系
气 象 仪 器
操作自动化
具有自测功能 具有友好的人机对话能力
具有可程控操作能力
具有数据处理功能
智能仪器的功能特点
2019/4/7
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LOGO 仪器科学与技术系
智能仪器发展趋势
1 微型化 2 多功能 3 人工智能化 4 融合ISP和EMIT技术，实现仪器仪表系统的 Internet接入（网络化） 5 智能仪器发展的新阶段 ----虚拟仪器
气 象 仪 器
LOGO 仪器科学与技术系
2.3.1 A/D转换器的主要技术指标
转换误差
线性度 分辨率
转换时间 输入电压范围、功率损耗等
气 象 仪 器
A/D转换器的主要技术指标
•分辨率 是指输出数字量变化一个最小单位(最低位的变化)，对应输入 模拟量需要变化的量。 通常以输出二进制码的位数表示分辨率。 •转换误差 通常以输出误差的最大值形式给出。它表示A/D转换器实际 输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。 •转换时间 是指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳 定的数字信号所经过的时间。
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LOGO 仪器科学与技术系
集成仪用放大器
美国AD公司提供的AD521/522、AD612/605等测量放大器；BB 公司的INA114/118；Maxim公司的MAX4195/4196/4197等。
气 象 仪 器
管脚OFF SET(4,6脚)脚用来调节放大器的零点，调整方 法是将这两个端子接到一个10 电位器的固定端，电位 器的滑动端接到负电源上，如图2-2（b）所示，放大器的 放大倍数A： Uout Rs
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气 象 仪 器
《气象仪器分析》PPT课件
精选ppt
4
（1）有线遥测自动气象站（续）
微机系统是它的心脏，负责处理接口电 路及观测员通过键盘输入的信号，并将 处理结果输出显示、打印、存盘，也可 通过接口送到 信息网络服务系统。
这种自动站早期用于实时查询气象资料， 现在逐渐取代气象站日常 主要观测工作。
精选ppt
5
（2）无线遥测气象站（无人气象站）
用远程传输接口，如RS 485等
精选ppt
26
8.1.3 数据传输方式（续） 1. 电话通讯接口板
• 核心部分有两个：
➢一是将数字信号“0”和“1”通过音频合 成器转换为电话的双音频
➢二是采用特殊的四线传送体制
➢而实际电话线仍是双线，必须通过2至4线网络 器完成2至4线性能转换
精选ppt
27
8.1.3 数据传输方式（续） 3. 数据无线传输
第八章 现代自动气象观测系统
向卫国
精选ppt
1
序
• 个业务部门的需求
– 数值预报：增加台站密度 – 航空部门：即时观测：能见度、风切变 – 农业部门：土壤湿度、光照
• 要满足以上需求，需建立自动气象观测 系统。
精选ppt
2
自动气象站
• 自动气象站是由电子设备或计算机控制 的自动进行气象观测和资料收集传输的 气象站。
能自动观测、自动发报、自动整理和远 距离控制的地面气象综合观测装置称为 无人气象站，或称自动气象站。
无人气象站一般安置在荒无人人烟的沙 漠、远离大陆的海岛、人迹罕至的雪域 高原等地方。
精选ppt
6
（2）无线遥测气象站（无人气象站） （续）
无人气象站一般由传感器、变换器、数据处理 装置、资料发送装置、电源等部分组成。
现代自动气象观测系统共51页PPT
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
现代自动气象观测系统
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁ห้องสมุดไป่ตู้
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
现代自动气象观测系统
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、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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吁ห้องสมุดไป่ตู้
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
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倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
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1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
《气象观测实验》幻灯片
风速风向仪
简易百叶箱 数据采集器
光合有效辐射总辐射 雨量筒
2、观测内容及资料整理
〔1〕温度 最高温度、最低温度、大气温度、地温〔介绍〕 调整时: 最高温度表用手握住表身中部，球部向下，手臂伸直，稍离身体
向前后甩动，直到毛细管水银柱示数接近当时的普通温度. 调整后放回原处时，应先放感应球部，后放表身，以免毛细管水
银上滑。 最低温度表的调整方法是：将感应球部向上抬起，表身倾斜使游
标滑动回到毛细管酒精柱的顶端。调整后放回原处时，应先放表 身，后放感应球部，以免游标下滑。 记录每日最高温度/最低温度/大气温度，整理其变化规律。 〔2〕大气中水分的观测 大气湿度〔干湿球温度〕、蒸发、降水 蒸发量 大气湿度 每日变化曲线，每次降水量/最大雨强/降水过 程线等 〔3〕风和气压 风向/风速及其变化，每日气压值
④ DEM6 型 三 杯 轻 便 风向风速表
按干球→湿球→最高→最低依次进展。必须注意最高、最低温度在20时观 测后应进展调整。
在使用轻便风速仪时，表身必须保持铅直，且以表身侧面正对风的来向
东
西
① ② ③
⑨
④⑤ ⑥⑦
⑾ ⑩
⑧ ⑿
①最高地表温度计②最低地表温度计 ③采时的地温温度计④⑤⑥⑦分别为深 度5cm、10cm、15cm和20cm曲管温度计⑧曲管温度计安装方法⑨⑩⑾⑿ 分别为深度40cm、80cm、16PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
气压盒 ② 小型蒸发器
③ 小百叶箱内仪器的安装及干、 湿球温度表
天气现象的观测仪器ppt课件
❖ 天电源地：是一群天电的源地(风暴中心)。
❖ 当地闪电计数器：记录一个站周围闪电总次数的仪 器。
❖ 天电定位：是从天电观测中推断的电闪估计位置。
❖ 源：是天电发生源地。
7.4 闪电定位系统〔续〕 3、天电观测的目的与运用
❖ 借助于天电数据对雷暴活动区的定位，为气 候任务者提供有价值的补允资料。
❖ 对于观测站稀少的宽广海洋或其它地域，这 种资料尤为可贵。
7.3 能见度仪〔续〕
7.3.2 散射式能见度仪
❖ 由于不需求长的光程，在没有用以估计气候 光学视程的目的物成光源可用时，这种仪器 应是有用的。
❖ 但它有缺陷，即观测时的空气采样体积非常 小，能够不能完全代表外部的空气。这一缺 陷在某种程度上是可以抑制的，方法是取相 当数量的读数的平均值。假设要想使空气的 有效体积大大添加，那么应采用丈量后向散 射的仪器。
二、能见度的定义
气候能见度的定义：
正常人的视力，在当时天气条件下，所能看到 的以天空为背景的绝对黑体目的物〔视角较 大〕的最大程度间隔。
有效能见度的定义：
周围视野中二分之一以上范围里都能看到的最 大间隔。
7.3 能见度〔续〕 7.3.2 白天能见度观测
一、能见度目的物的选择 目的物颜色越暗越好 目的物应投影到天空背景上 目的物的视角不应小于0.3° 目的物的高度角应小于6 °
① 能分辨出云地闪击和云间闪击；对云、对地 闪击应能分辨出初次以及随后各次的闪击。
② 对于大的闪击，如峰值电流在16KA以上的 闪击探测效率为90%。
③ 闪击落地的定位准确度应到达500m。
7.5 其它
❖ 引见三种与天气景象仪测的小型元件。
7.5.1 下垫面形状探头
❖ 这种探头首先运用于高速公路的自动站系统中，英 文称 Pavement Surface Sensor。
❖ 当地闪电计数器：记录一个站周围闪电总次数的仪 器。
❖ 天电定位：是从天电观测中推断的电闪估计位置。
❖ 源：是天电发生源地。
7.4 闪电定位系统〔续〕 3、天电观测的目的与运用
❖ 借助于天电数据对雷暴活动区的定位，为气 候任务者提供有价值的补允资料。
❖ 对于观测站稀少的宽广海洋或其它地域，这 种资料尤为可贵。
7.3 能见度仪〔续〕
7.3.2 散射式能见度仪
❖ 由于不需求长的光程，在没有用以估计气候 光学视程的目的物成光源可用时，这种仪器 应是有用的。
❖ 但它有缺陷，即观测时的空气采样体积非常 小，能够不能完全代表外部的空气。这一缺 陷在某种程度上是可以抑制的，方法是取相 当数量的读数的平均值。假设要想使空气的 有效体积大大添加，那么应采用丈量后向散 射的仪器。
二、能见度的定义
气候能见度的定义：
正常人的视力，在当时天气条件下，所能看到 的以天空为背景的绝对黑体目的物〔视角较 大〕的最大程度间隔。
有效能见度的定义：
周围视野中二分之一以上范围里都能看到的最 大间隔。
7.3 能见度〔续〕 7.3.2 白天能见度观测
一、能见度目的物的选择 目的物颜色越暗越好 目的物应投影到天空背景上 目的物的视角不应小于0.3° 目的物的高度角应小于6 °
① 能分辨出云地闪击和云间闪击；对云、对地 闪击应能分辨出初次以及随后各次的闪击。
② 对于大的闪击，如峰值电流在16KA以上的 闪击探测效率为90%。
③ 闪击落地的定位准确度应到达500m。
7.5 其它
❖ 引见三种与天气景象仪测的小型元件。
7.5.1 下垫面形状探头
❖ 这种探头首先运用于高速公路的自动站系统中，英 文称 Pavement Surface Sensor。
气象观测仪器的原理与操作(共8张PPT)
思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？
儀器 響 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？
與其它儀器保持適當的距離
照片來源：高雄氣象站
最小 的材 質
百葉箱的條件
植草 目的： 避免 地面 散熱 及水 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。
植草目的：避免地面散熱及水分蒸散對觀測的干擾 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射
分 (4) 使用輻射熱影響 箱 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 布 (4) (3) 能容納放置的儀器 (3) 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 均 使用 (4) 使用輻射熱影響 能容 外氣 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 勻 輻射 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 納放 溫相 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 熱影 四周的百葉是為了兼顧通風要求與防止陽光射入箱內 置的 同 專業的百葉箱頂端還會裝置抽風馬達
採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 氣象觀測儀器的原理與操作
照片來源：高雄氣象站
百葉箱的條件
採用 木質 並漆 成白 色防 止吸 收太 陽輻
射
四周 的百 葉是 為了 兼顧 通風 要求 與防 止陽 光射 入箱 內
照片來源：高雄氣象站
百葉箱的條件
專業 的百 葉箱 頂端 還會 裝置 抽風 馬達
箱門開 設方向： 北半 球開向 北側 南半 球開向 南側
分蒸 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 離地 (3) 能容納放置的儀器 散對 專業的百葉箱頂端還會裝置抽風馬達 面超 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 觀測 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 過1 (4) 使用輻射熱影響 的干 (3) 能容納放置的儀器 公尺 擾 植草目的：避免地面散熱及水分蒸散對觀測的干擾
儀器 響 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？
與其它儀器保持適當的距離
照片來源：高雄氣象站
最小 的材 質
百葉箱的條件
植草 目的： 避免 地面 散熱 及水 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。
植草目的：避免地面散熱及水分蒸散對觀測的干擾 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射
分 (4) 使用輻射熱影響 箱 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 布 (4) (3) 能容納放置的儀器 (3) 採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 均 使用 (4) 使用輻射熱影響 能容 外氣 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 勻 輻射 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 納放 溫相 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 熱影 四周的百葉是為了兼顧通風要求與防止陽光射入箱內 置的 同 專業的百葉箱頂端還會裝置抽風馬達
採用木質並漆成白色防止吸收太陽輻射 氣象觀測儀器的原理與操作
照片來源：高雄氣象站
百葉箱的條件
採用 木質 並漆 成白 色防 止吸 收太 陽輻
射
四周 的百 葉是 為了 兼顧 通風 要求 與防 止陽 光射 入箱 內
照片來源：高雄氣象站
百葉箱的條件
專業 的百 葉箱 頂端 還會 裝置 抽風 馬達
箱門開 設方向： 北半 球開向 北側 南半 球開向 南側
分蒸 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 離地 (3) 能容納放置的儀器 散對 專業的百葉箱頂端還會裝置抽風馬達 面超 百葉箱內應安置乾溼計、最高最低溫度計、溫溼自記儀等，以避免直接日射及雨雪霜露的附著，並保持適度通風。 觀測 思考一下，百葉箱應擺放哪些儀器呢？ 過1 (4) 使用輻射熱影響 的干 (3) 能容納放置的儀器 公尺 擾 植草目的：避免地面散熱及水分蒸散對觀測的干擾
气象观测仪器PPT精选文档
SM-Pyrrad 1 for CG3&CM3 upper side
SM-Pyrrad 2 for CG3 &CM3 lower
side
40
模块型号 SM-Temp1P Trime-IT SM-WindSL SM-WindSR SM-Temp1p SM-Hygro
SM-Pyrrad 1
SM-Pyrrad 2
18
传感器对气象要素量的感应和转换
19
各种传感器
20
传感器分类：
① 模拟传感器：利用感应的被测气象要素的电阻、 电容等电特性，将被测气象要素值以电压或电 流等模拟电信号输出
② 数字传感器：将感应的被测气象要素值转换成 脉冲和频率等串行计数信号或并行数字电码信 号输出
③ 智能传感器：带有微处理器的传感器，具有一 定的采集和处理功能，能直接输出被测量要素 采样值或观测值。
数据进行预处理后，得出各个气象要素的实测值。
16
5、自动气象站的组成结构
（1）硬件：传感器、采集器、外部设备 （2）软件：采集软件、业务软件
17
（1）硬件
传感器 传感器是能感受规定的被测量，并按照一定规律转 换成可用输出信号的器件和装置。
被测量：温湿度、气压等气象要素的量 可用输出信号：包括电压、电流、频率等模拟电信 号或数字信号，传感器对气象要素量的感应和转换 是唯一确定的。
25
（2）软件
业务软件
业务软件的功能 业务运行参数设置：如台站参数、报表编制数据等 数据获取：从采集器获取各种观测数据文件 数据显示 编发气象报告 资料处理 编制报表
业务软件通常由用户根据观测业务规定统一组织编制。
26
理想自动气象站特点
（1）根据使用者的不同需求增加或是减少传感器的数量和 种类，操作简单。自动气象站采取通用的数据通信传输格 式，使用者可以自由的配置数据通讯的输出格式。
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21
（1）硬件
采集器 采集器从传感器采集数据，然后由内部的微处理器按规定 的算法进行运算处理和质量控制，生成各气象要素观测值， 再以规定的数据格式将这些观测值存储在存储器内，并能 按规定响应传输要求。
采集器组成： 传感器接口电路 微处理器 存储器 通信接口
22
数据采集器
23
（1）硬件
应用气象仪器
讲课学时：16 实习学时：16 教师：刘春伟，李永秀，胡凝
1
绪论
1、仪器的重要作用 ✓精确 ✓连续 ✓快捷 ✓自动
仪器是认识自然的工具 掌握一台仪器，等于掌握一门技术。
2
绪论
2、常用应用气象仪器分类
气象观测仪器 温湿度、辐射、风速风向、气压、降水
植物生理生态仪器 光合作用、蒸腾作用、气孔导度、叶面积
土壤监测仪器 土壤温度、土壤水分、土壤呼吸
环境气体检测仪器 大气中CO2、NO2、SO2、O3、CH4、H2S 、CO、 NO、 NH3 等含量的监测
3
中国气象局台站网。目前共有地面气 象观测站点2500个左右。太阳辐射观 测站98个，高空气象探测站120个。大 气本底监测站4个，酸雨观测点82个， 农业气象试验站70个，农业气象基本 站672个。
30
2、电池的安装
WatchDog气象站由四节AA碱 性电池供电，电池可以连续使 用8个月。
数据进行预处理后，得出各个气象要素的实测值。
16
5、自动气象站的组成结构
（1）硬件：传感器、采集器、外部设备 （2）软件：采集软件、业务软件
17
（1）硬件
传感器 传感器是能感受规定的被测量，并按照一定规律转 换成可用输出信号的器件和装置。
被测量：温湿度、气压等气象要素的量 可用输出信号：包括电压、电流、频率等模拟电信 号或数字信号，传感器对气象要素量的感应和转换 是唯一确定的。
外部设备 ① 供电电源：一般用12V电池作为直流电源给自动气象站
供电，外部供电电源通过充电控制器对12V电池充电。 ② 实时闹钟：24小时连续运行的实时时钟 ③ 监控检测设备：包括内置检测设备和外接监控设备。 ④ 业务终端设备：可输入人工观测数据，接受自动气象站
自动观测数据，再将这些数据按规定的格式编制成统一 的数据文件和报文进行存储和发送。还可按设计的算法 对观测数据进行质量控制，按规定的要求编制各种气象 报表。业务终端需要微机系统和成熟可靠的业务软件。 ⑤ 通信传输设备：RS-485或RS-232接口，支持TCP/IP协 议的RJ-45接口
4
5
第一章 气象观测仪器
❖自动气象站简介 ❖WatchDog2000便携式自动气象站 ❖Envis地面气象观测系统 ❖HOBO温湿光记录仪
6
第一节 自动气象站简介
1、自动气象站定义 自动气象站是一种能自动收集、处理、存储 或传输气象信息的地面气象观测设备。
7
自动气象站
8
自动气象站
9
自动气象站
10
自动气象站
11
自动气象站
12
自动气象站
13
第一节、 自动气象站简介
2、自动气象站的优点 ✓ 提高常规气象观测的时空密度 ✓ 改善观测质量和可靠性 ✓ 保证观测的可比性要求 ✓ 改善观测业务条件，降低观测业务成本
14
3、自动气象站的功能
数据采集 数据处理 数据存储 数据传输 数据质量控制：检查数据的合理性和一致性，再根据检查
18
传感器对气象要素量的感应和转换
19
各种传感器
20
传感器分类：
① 模拟传感器：利用感应的被测气象要素的电阻、 电容等电特性，将被测气象要素值以电压或电 流等模拟电信号输出
② 数字传感器：将感应的被测气象要素值转换成 脉冲和频率等串行计数信号或并行数字电码信 号输出
③ 智能传感器：带有微处理器的传感器，具有一 定的采集和处理功能，能直接输出被测量要素 采样值或观测值。
25
（2）软件
业务软件
业务软件的功能 业务运行参数设置：如台站参数、报表编制数据等 数据获取：从采集器获取各种观测数据文件 数据显示 编发气象报告 资料处理 编制报表
业务软件通常由用户根据观测业务规定统一组织编制。
26
理想自动气象站特点
（1）根据使用者的不同需求增加或是减少传感器的数量和 种类，操作简单。自动气象站采取通用的数据通信传输格 式，使用者可以自由的配置数据通讯的输出格式。
（2）采用现今的气象传感器技术，具有较高的产品精度和 稳定性。除基本六要素外，还应包括辐射传感器、土壤湿 度传感器、土壤和地温传感器、能见度传感器、红外传感 器等产品。
（3）考虑各种恶劣复杂的外界环境，自动气象站应配备有 良好的防护措施。在设备的操作的便捷性、维修的快捷性 、使用灵活性等诸多方面进行人性化的设计。
结果对数据按照规定的条件进行取舍和标示。 运行监控：通过查看自动气象站关键节点的状态数据，如
传感器状态、采集器通道、供电电压、系统时钟等，判断 设备的运行情况和故障部位。
15
4、自动气象站的ห้องสมุดไป่ตู้作原理
各个传感器的感应元件随气象要素值的变化，使得相应传 感器输出的电量产生变化，这种变化由数据采集器采集， 进行线性化和定标处理，实现工程量到要素量的转换，对
27
第二节 WatchDog便携式自动气象站
28
WatchDog便携式自动气象站
安装容易； 数采LCD实时显示 自定义储存数据间隔：
可设定为1、5、10、 15、30、60、120 分钟 存储容量大：储存数 据间隔为30分钟的情 况下，可记录64天的 数据。
29
1、 气象站的安放
（1）安放位置 气象站应该安放在开阔的、没有障碍物的绿地 上，以确保测量的准确性。 （2）三角架的使用 打开三角架，放在选定的位置，将三角架上的 螺丝旋松后可调节仪器固定杆的高度，调节好 高度后旋紧螺丝，使固定杆垂直于地面。 （3）气象站的固定 将气象站装到三角架上，并通过底部的U型栓 固定。
24
（2）软件
包括采集软件和业务软件
采集软件：由一个实时多任务操作系统和能完成具体处理 任务的应用软件组成。实时多任务操作系统按实时时钟节 拍调度和管理任务的运行，应用软件在实时多任务操作系 统的调度管理下执行确定的任务。
采集软件通常由自动气象站生产厂家编制，安装在自动气 象站内供用户使用，日常维护由厂家进行。
（1）硬件
采集器 采集器从传感器采集数据，然后由内部的微处理器按规定 的算法进行运算处理和质量控制，生成各气象要素观测值， 再以规定的数据格式将这些观测值存储在存储器内，并能 按规定响应传输要求。
采集器组成： 传感器接口电路 微处理器 存储器 通信接口
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数据采集器
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（1）硬件
应用气象仪器
讲课学时：16 实习学时：16 教师：刘春伟，李永秀，胡凝
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绪论
1、仪器的重要作用 ✓精确 ✓连续 ✓快捷 ✓自动
仪器是认识自然的工具 掌握一台仪器，等于掌握一门技术。
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绪论
2、常用应用气象仪器分类
气象观测仪器 温湿度、辐射、风速风向、气压、降水
植物生理生态仪器 光合作用、蒸腾作用、气孔导度、叶面积
土壤监测仪器 土壤温度、土壤水分、土壤呼吸
环境气体检测仪器 大气中CO2、NO2、SO2、O3、CH4、H2S 、CO、 NO、 NH3 等含量的监测
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中国气象局台站网。目前共有地面气 象观测站点2500个左右。太阳辐射观 测站98个，高空气象探测站120个。大 气本底监测站4个，酸雨观测点82个， 农业气象试验站70个，农业气象基本 站672个。
30
2、电池的安装
WatchDog气象站由四节AA碱 性电池供电，电池可以连续使 用8个月。
数据进行预处理后，得出各个气象要素的实测值。
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5、自动气象站的组成结构
（1）硬件：传感器、采集器、外部设备 （2）软件：采集软件、业务软件
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（1）硬件
传感器 传感器是能感受规定的被测量，并按照一定规律转 换成可用输出信号的器件和装置。
被测量：温湿度、气压等气象要素的量 可用输出信号：包括电压、电流、频率等模拟电信 号或数字信号，传感器对气象要素量的感应和转换 是唯一确定的。
外部设备 ① 供电电源：一般用12V电池作为直流电源给自动气象站
供电，外部供电电源通过充电控制器对12V电池充电。 ② 实时闹钟：24小时连续运行的实时时钟 ③ 监控检测设备：包括内置检测设备和外接监控设备。 ④ 业务终端设备：可输入人工观测数据，接受自动气象站
自动观测数据，再将这些数据按规定的格式编制成统一 的数据文件和报文进行存储和发送。还可按设计的算法 对观测数据进行质量控制，按规定的要求编制各种气象 报表。业务终端需要微机系统和成熟可靠的业务软件。 ⑤ 通信传输设备：RS-485或RS-232接口，支持TCP/IP协 议的RJ-45接口
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5
第一章 气象观测仪器
❖自动气象站简介 ❖WatchDog2000便携式自动气象站 ❖Envis地面气象观测系统 ❖HOBO温湿光记录仪
6
第一节 自动气象站简介
1、自动气象站定义 自动气象站是一种能自动收集、处理、存储 或传输气象信息的地面气象观测设备。
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自动气象站
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自动气象站
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自动气象站
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自动气象站
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自动气象站
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自动气象站
13
第一节、 自动气象站简介
2、自动气象站的优点 ✓ 提高常规气象观测的时空密度 ✓ 改善观测质量和可靠性 ✓ 保证观测的可比性要求 ✓ 改善观测业务条件，降低观测业务成本
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3、自动气象站的功能
数据采集 数据处理 数据存储 数据传输 数据质量控制：检查数据的合理性和一致性，再根据检查
18
传感器对气象要素量的感应和转换
19
各种传感器
20
传感器分类：
① 模拟传感器：利用感应的被测气象要素的电阻、 电容等电特性，将被测气象要素值以电压或电 流等模拟电信号输出
② 数字传感器：将感应的被测气象要素值转换成 脉冲和频率等串行计数信号或并行数字电码信 号输出
③ 智能传感器：带有微处理器的传感器，具有一 定的采集和处理功能，能直接输出被测量要素 采样值或观测值。
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（2）软件
业务软件
业务软件的功能 业务运行参数设置：如台站参数、报表编制数据等 数据获取：从采集器获取各种观测数据文件 数据显示 编发气象报告 资料处理 编制报表
业务软件通常由用户根据观测业务规定统一组织编制。
26
理想自动气象站特点
（1）根据使用者的不同需求增加或是减少传感器的数量和 种类，操作简单。自动气象站采取通用的数据通信传输格 式，使用者可以自由的配置数据通讯的输出格式。
（2）采用现今的气象传感器技术，具有较高的产品精度和 稳定性。除基本六要素外，还应包括辐射传感器、土壤湿 度传感器、土壤和地温传感器、能见度传感器、红外传感 器等产品。
（3）考虑各种恶劣复杂的外界环境，自动气象站应配备有 良好的防护措施。在设备的操作的便捷性、维修的快捷性 、使用灵活性等诸多方面进行人性化的设计。
结果对数据按照规定的条件进行取舍和标示。 运行监控：通过查看自动气象站关键节点的状态数据，如
传感器状态、采集器通道、供电电压、系统时钟等，判断 设备的运行情况和故障部位。
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4、自动气象站的ห้องสมุดไป่ตู้作原理
各个传感器的感应元件随气象要素值的变化，使得相应传 感器输出的电量产生变化，这种变化由数据采集器采集， 进行线性化和定标处理，实现工程量到要素量的转换，对
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第二节 WatchDog便携式自动气象站
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WatchDog便携式自动气象站
安装容易； 数采LCD实时显示 自定义储存数据间隔：
可设定为1、5、10、 15、30、60、120 分钟 存储容量大：储存数 据间隔为30分钟的情 况下，可记录64天的 数据。
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1、 气象站的安放
（1）安放位置 气象站应该安放在开阔的、没有障碍物的绿地 上，以确保测量的准确性。 （2）三角架的使用 打开三角架，放在选定的位置，将三角架上的 螺丝旋松后可调节仪器固定杆的高度，调节好 高度后旋紧螺丝，使固定杆垂直于地面。 （3）气象站的固定 将气象站装到三角架上，并通过底部的U型栓 固定。
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（2）软件
包括采集软件和业务软件
采集软件：由一个实时多任务操作系统和能完成具体处理 任务的应用软件组成。实时多任务操作系统按实时时钟节 拍调度和管理任务的运行，应用软件在实时多任务操作系 统的调度管理下执行确定的任务。
采集软件通常由自动气象站生产厂家编制，安装在自动气 象站内供用户使用，日常维护由厂家进行。