[發(fā)明專利]一種自動氣象站采集器溫度測量通道檢定裝置與檢定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110166352.0
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102322978A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設計）人: 鄒應全
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動氣象站采集器溫度測量通道檢定裝置與檢定方法，屬于儀器儀表和檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前分布在全國各地，高山、海島、沙漠和邊疆等地有幾萬個自動氣象站，用于對各地的氣象要素實時自動采集，其中溫度是最重要的需要測量的氣象要素之一。自動氣象站由傳感器和采集器組成，其中溫度測量傳感器通常采用鉑電阻(PT100)，采集器測量隨阻值溫度變化的鉑電阻阻值，根據(jù)鉑電阻的分度表得到溫度。因此，鉑電阻阻值的精確測量是溫度精確測量的關(guān)鍵因素。但隨著采集器使用環(huán)境和時間的變化采集器內(nèi)部的電阻測量電路不可避免會發(fā)生變化，從而給溫度測量帶來誤差。因此，需要對采集器定期檢定，評估其誤差變化。

檢定采集器溫度測量通道的方法是在采集器上輪流外接不同阻值的固定電阻，采集器測量其阻值，并與電阻的標稱值比對，得出采集器的溫度測量誤差。目前外接的標準電阻普遍選用兩種方式：

第一種方式：根據(jù)氣象要求選取多個不同阻值的高精度精密電阻(比如80.31Ω，100Ω，119.40Ω等)，根據(jù)用戶選擇，用繼電器切換輸出不同阻值電阻。這種方式的缺點是：目前能夠選用的精密電阻的精度只能到±100mΩ，且有溫漂現(xiàn)象，而氣象行業(yè)要求電阻精度為±30mΩ。另外，切換用的繼電器本身也有幾十mΩ不等的接觸電阻，因此該種方式無法滿足中國氣象局對采集器檢定的要求。

第二種方式：選用有源電阻模擬產(chǎn)生不同的電阻值。目前國內(nèi)外均有該類儀器，輸出電阻的精度可達±10mΩ，完全滿足氣象上對檢定電阻精度的要求。但有源電阻與普通電阻有很大區(qū)別，它輸出電阻時至少需要幾十毫秒的建立時間而且必須要求流過有源電阻的電流在一定范圍之內(nèi)。該特點使得有源電阻接入采集器時，有些采集器測量誤差非常大，甚至測量數(shù)據(jù)錯誤。大量試驗表明有源電阻與大多數(shù)正在業(yè)務上使用的采集器配合均有問題，無法實現(xiàn)正常檢定。

因此，目前采集器溫度檢定的困境是：選擇精密電阻方案時精密電阻精度不夠，而有源電阻又無法與多數(shù)采集器無法配合，實現(xiàn)檢定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了一種自動氣象站采集器溫度測量通道檢定裝置與檢定方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種自動氣象站采集器溫度測量通道檢定裝置，包括采集器、第一至第四接入繼電器、電阻電路、四線制電阻測量電路、第五至第八接入繼電器、MCU控制器；

其中，采集器的四個接線端子分別與第一至第四接入繼電器的輸入端連接；

電阻電路的輸入端分別與第一、第二接入繼電器的輸出端、第五、第六接入繼電器的輸入端連接；

電阻電路的輸出端分別與第三、第四接入繼電器的輸出端、第七、第八接入繼電器的輸入端連接；

第五至第八接入繼電器的輸出端分別與四線制電阻測量電路的輸入端連接；

電阻電路、四線制電阻測量電路的輸出端分別通過通信接口與MCU控制器連接；

所述電阻電路包括N個電阻以及N個與電阻相對應的選通繼電器，其中，每一個電阻的輸出端和與其相對應的選通繼電器的輸入端連接，N個電阻選通繼電器的輸入端并接，N個電阻的輸出端并接，N為正整數(shù)。

所述自動氣象站采集器溫度測量通道檢定裝置中，所述N為小于等于10的正整數(shù)。

一種自動氣象站采集器溫度測量通道檢定方法，包括如下步驟：

步驟1：用戶通過MCU控制器選擇需要輸出的電阻值，采用MCU控制器控制選通繼電器閉合；

步驟2：采用MCU控制器控制四線制電阻測量電路的四個接入繼電器閉合，采用四線制電阻測量電路測量電阻電路，得到阻值作為輸出電阻值；

步驟3：采用MCU控制器將輸出電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，并顯示輸出電阻值和溫度值；

步驟4：采用MCU控制器控制四線制電阻測量電路的四個接入繼電器斷開、采集器的四個接入繼電器閉合；

步驟5：采用采集器測量電阻電路的阻值，實現(xiàn)溫度測量通道檢定。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：實時、準確測量輸出的電阻值，極大地減小了電阻的實際輸出值與標稱值之間偏差，同時消除了電阻的溫漂和繼電器接觸電阻的影響，完全滿足采集器檢定要求。

附圖說明