一种海洋气象要素温湿度传感器的研制.pdf

机械管理开发
总第151期
MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
total of 151
2015年第9期
o.92015
应用技术
种海洋气象要素温湿度传感器的研制
任浩然',王东明
(1.海军青岛航保厂,山东青岛266001;2.山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛266001)
摘要:气温和相对湿度是气象观测要素中的主要要素,但是传感器的发展远远不能满足需要。为解
决现有温湿度传感器存在的问题及缺陷,提出一种海洋气象要素温湿度传感器,以适应复杂恶劣
的海洋环境以及用户对不同接口的需求。
关键词:温湿度传感器;海洋;设计
中图分类号:P414.81文献标识码:A文章编号:1003-773X(2015)09-0035-02
DOI:10.16525/j.cnki,cn14-1134/th.2015.09.011
引言
体及内部的硬件电路。硬件电路进行了温度补偿
在海滨观测规范中,气象观测项目主要有风、设计,包括依次连接的敏感器件、信号放大电路、电
气压、空气温度、相对湿度、海面有效能见度、降水压转换电流电路、串行通信电路、输出信号选择电
量、雾等气象要素。船舶海洋水文气象观测项目路。敏感器件根据温度和相对湿度的变化输出变
包括气压、气温、相对湿度、风、云、天气现象、海面化的电压信号,一路信号通过信号放大电路将电压
有效能见度等气象要素。因此,气温和相对湿度信号放大输出,然后通过电压转换电流电路将变化
是气象观测要素中的主要要素。
的电压信号转换为电流信号;另一路信号再通过串
目前,国内的温度传感器和相对湿度传感器行通信电路转换为数字信号;最后通过输出信号选
是相互独立的,温度传感器是一个铂电阻,用户使择电路按要求选择输出信号形式。
用时需设计温度调理电路,接口电路复杂,使用不
传感器工作原理框图如图1所示,硬件电路均
便;相对湿度传感器还是传统的湿敏电容,这种器经过温度补偿处理,包括敏感器件、信号放大电路、
件不适用于海洋气候环境,可靠性不高,易损坏。电压转换电流电路、串行通信电路、输出信号选择电
国外温湿度传感器的输出信号单一,无法满足用路2?。敏感器件根据温度和相对湿度的变化输出变
户对不同接口的需求1。
换的电压信号,一路信号通过信号放大电路将电压
为解决现有温湿度传感器存在的问题及缺陷,信号放大输出,然后通过电压转换电流电路将变化
本文提出一种海洋气象要素温湿度传感器,以适应的电压信号转换为电流信号;另一路信号再通过串
复杂恶劣的海洋环境以及用户对不同接口的需求。行通信电路转换为数字信号;最后通过输出信号选
1技术方案
择电路按要求选择输出的信号形式。
这种海洋气象要素温湿度传感器特征在于盒
信号放大、电压转
电路
电流电
电流信号
输出信
Rs485信号
串行逼信
232信号
收稿日期:2015-09-22
基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划),基
图1传感器工作原理图
金编号2012A/A091801;山东省自然基金(ZR012DL11)2结论
第一作者简介:任浩然(1979-),男,山东潍坊
选择2个研制的温湿度传感器(分别编号为1
人,工程师,现任海军青岛航保厂主任,主要从事号、2号)进行测试,温度准确性测试结果见下页表
航海导航、气象相关工作。
1,相对湿度准确性测试结果见表2
机械管理开发
ixglkfbib@126.com
第30卷
表1温湿度传感器温度准确性測试结果
测试结果表明,本实用新型温湿度传感器的
原号/实际值
感器1
传感器2
温度测量最大误差为0.1℃,相对湿度测量最大
C
传感器显差值传感器显差值
示值/℃
C
示值^C
误差为1.3%RH,远优于气象规范的要求,并且温
度和相对湿度测量线性度好。这一实用新型温
19.8
19.8
0.0
0.
9
9,9
湿度传感器配备有专用百叶箱,并进行了陆地和
23456789
0.0
0,2
海试,完全可以满足港口、岸站、舰船等海洋环境
0.0
10.0
10.0
0.0
19.9
19.9
的气象观测要求。
29.8
29.8
0.0
9.7
00
0.149.7
参考文献
表2温湿度传感器相对湿度准确性測试结果
[1陈如冰,吴向东.温湿度计校准结果的不确定度分析
传感器
传形器2
[D].南京:2008年江苏省计量测试学术论文集,2008;
实际值
序号
传感器显差值传感器显差值
134-137
示值/C
示值/C
2]姬延军.某船航行状态螺旋式测风传感器风向误差分
30.7
30,6
123456
39.9
40,4
析[J].机械管理开发,2015,30(2):28-30
51.2
3]李志乾,超声波式与螺旋桨式测风传感器数据对比分
2.0
69,6
7
70.6
80.7
3020
析[J].科技发展生产カ,2015,63(3):27-31
(编辑:贾娟
94.3
95.4
95.3
A Marine Meteorological Elements of Temperature and Humidity Sensor Development
Ren Haoran, Wang Dongming
(1. Navy Qingdao Shipping Insurance Factory, Qingdao Shandong 266001
2. Shandong Academy of Sciences Institute of Oceanographic Instrumentation, Qingdao Shandong 266001)
Labstract Temperature and relative humidity are the main factors of meteorological elements, but its sensor far cannot satisfy
the need of development. In order to solve the existing problems and defects existing in the temperature and humidity, tempera
ture and humidity sensor, this paper puts forward a kind of Marine meteorological elements to adapt to the complex harsh Marine
environment and user demand for different interfaces
[Key words]temperature and relative humidity sensor