[實用新型]高精度多通道自動氣象站氣壓檢定儀

有效

• 申請號: 201620071512.1
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN205317966U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 徐偉;行鴻彥;季鑫源
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/18
• 分類號: G01W1/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 朱妃;董建林

技術領域

本實用新型涉及一種氣壓檢定儀，特別是涉及一種高精度多通道自動氣象站氣壓檢定儀，屬于氣象儀器計量檢定領域。

背景技術

目前，我國主流自動氣象站有CAWS600型、WP3103、ZQZ系列等，一般使用的氣壓傳感器為芬蘭Vaisala公司的PTB220，其原理是內置電容性壓力傳感器，大氣壓力變化引起電容變化，通過一個高精度的RC振蕩電路測量振蕩頻率反推電容和氣壓值，而且PTB220可采用RS232形式、觸發脈沖和模擬電壓三種不同形式的電信號表示氣壓值。

CAWS600型自動氣象站中的氣壓傳感器PTB220一般采用模擬電壓（0-5V）輸出。采集器測量電壓值并換算成氣壓。

WP3103型自動氣象站中的氣壓傳感器PTB220一般采用觸發脈沖輸出。采集器在每次測量前，先向PTB220發送觸發信號，PTB220收到該觸發信號后，輸出數量與氣壓大小成正比、頻率5kHz、占空比50%的脈沖。采集器對脈沖計數并換算成氣壓值。

ZQZ系列自動氣象站中的氣壓傳感器PTB220一般采用RS232形式字符串輸出。氣壓傳感器PTB220以固定波特率將氣壓數值以字符串形式發送給采集器。采集器通過RS232接收字符串來測量氣壓值。

然而，自動氣象站長期置于野外工作，受惡劣環境影響，其采集器的性能會下降，測量誤差增大。氣象計量人員需要定期對自動氣象站的采集器進行現場檢定。采集器氣壓通道的檢定需要一個標準的氣壓信號源，能模擬氣壓傳感器PTB220輸出三種形式的電信號，信號的范圍和特征與PTB220一致。采集器測量氣壓信號源的輸出信號，將測量值同設定值比對，判斷自動氣象站采集器氣壓通道的測量性能。

目前，用于自動氣象站采集器氣壓通道檢定的儀器十分缺乏。通用的電子測量儀器——函數發生器，能提供模擬電壓信號，但輸出范圍和分辨率不滿足CAWS600的要求。WP3103和ZQZ系列檢定時所需的電信號則更為特殊，沒有滿足要求的信號源。另外，已有的能提供RS232形式的氣壓信號的自動氣象站信號模擬器，仍存在輸出電信號形式單一，不能兼顧不同型號的自動氣象站的不足。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種新型結構的高精度多通道自動氣象站氣壓檢定儀，特別適用于不同型號自動氣象站氣壓通道的檢定。

本實用新型所要解決的技術問題是提供結構緊湊、拆裝方便、制作容易、安全可靠、實用性強的高精度多通道自動氣象站氣壓檢定儀，可實現分別從三個通道輸出模擬電壓、觸發脈沖、RS232形式的氣壓信號，輸出電信號范圍和分辨率能與不同型號自動氣象站的采集器匹配，而且三種信號的輸出高精度、互不干擾，極具有產業上的利用價值。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種高精度多通道自動氣象站氣壓檢定儀，包括主控制器，均與主控制器相連的參數存儲模塊、控制按鍵、復位電路、時鐘電路、RS232串口電路、CPLD模塊和D/A轉換器，以及供電用電源和掛接于CPLD模塊擴展輸出口的信息顯示模塊。

其中，所述RS232串口電路的輸出端連接有RS232串口信號輸出接口，所述CPLD模塊通過接收來自自動氣象站的觸發信號以固定頻率輸出脈沖信號于脈沖信號輸出接口，所述D/A轉換器通過運放調理電路連接有模擬量信號輸出接口；所述RS232串口信號輸出接口、脈沖信號輸出接口和模擬量信號輸出接口均用于與自動氣象站的數據采集器相連。

本實用新型進一步設置為：所述主控制器和D/A轉換器之間設置有總線隔離電路。

本實用新型進一步設置為：所述總線隔離電路為四通道的數字隔離器ADUM1401。

本實用新型進一步設置為：所述四通道的數字隔離器ADUM1401中的兩個工作電源接口之間通過低紋波的DC-DC芯片MEB01Z-05S05D進行電源隔離。

本實用新型進一步設置為：所述主控制器采用MSP430系列單片機制作。

本實用新型進一步設置為：所述MSP430系列單片機內置有UART模塊。

本實用新型進一步設置為：所述UART模塊為兩個，所述MSP430系列單片機通過內置的任意一個UART模塊輸出TTL電平后通過電平轉換芯片max232將TTL電平轉換為RS232電平輸出給RS232串口信號輸出接口。