本实用新型专利技术涉及一种气象测量实验仪，包括测量实验仪主机、温湿度传感探头、光照传感探头、风速测量器和雨量测量器，实验仪主机上设置有液晶屏、温湿度传感输入端、光照传感输入端、风速传感输入端、雨量传感输入端、3*3键盘、USB接口和通信端口；测量实验仪主机内具有微处理器芯片，以及光传感放大电路、风速传感接口电路、雨量传感接口电路、存储电路、驱动电路和显示电路。本测量实验仪采用气象测量中常用的多种传感器和高性能微处理器芯片，能实现对气象环境中的多种参数进行准确的测量和显示等功能，适合于气象学、大气物理学、农学等课程的测量与教学实验。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种气象测量实验仪，属于电子技术应用和实验应用的领域。
技术介绍
随着微电子技术、计算机技术和材料科学的发展，许多新技术都应用到气象观测中，大大提高了气象的探测精度和自动化，在现代的气象和农业生产中，传感器技术得到了广泛的应用，传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器作为获取信息的重要器件，在现代信息气象和农业生产中的作用尤为重要，在实际生产中可以通过采用各类传感器，获得气象和农业生产环境中的各种参数信息，从而掌握和控制温度、湿度、光照、风速、雨量等信息来完成对农业生产的保障，保证农作物良好的、适宜的生长环境。本技术采用气象测量中常用的温湿度传感器、光照传感器、风速传感器、雨量传感器采集温湿度、光照度、风速和雨量信息，经过信号放大和调理，并结合微处理器，对多种传感器送入微处理器的信号进行采集和计算，最后驱动显示在液晶屏上，同时本测量实验仪还具有USB接口和RS232通信，用于与电脑等设备进行数据的交换，实现方便的数据存储和通信。
技术实现思路
针对现有的测量和实验仪器的不足，本技术设计的气象测量实验仪，采用多种气象中常用的传感器，并结合微处理器和液晶显示，能完成多种气象参数的测量和显示。适合于气象学、大气物理学、农学等课程的测量与教学实验，使学生能更好的理解和掌握常用的气象传感器的测量原理和应用。气象测量实验仪包括测量实验仪主机、温湿度传感探头、光照传感探头、风速测量器和雨量测量器，实验仪主机上设置有液晶屏、温湿度传感输入端、光照传感输入端、风速传感输入端、雨量传感输入端、3*3键盘、USB接口和通信端口 ；测量实验仪主机内具有微处理器芯片，以及光传感放大电路、风速传感接口电路、雨量传感接口电路、存储电路、驱动电路和显示电路，用于完成信号的采集放大、计算处理和显示。本测量实验仪的其风速测量器内具有风速传感器，雨量测量器内具有雨量传感器；其光照传感器传感探头，风速测量器，雨量测量器，它们分别通过各自的放大电路或接口电路与微处理器相连接；其微处理器、驱动电路、显示电路依次相连接。本测量实验仪采用的微处理器是TI公司生产的MSP430F169。它是一款超低功耗的微处理器，它基于真正的正交16位RISCCPU内核，具有16个可单周期全寻址的16位寄存器，3个不同的时钟信号，6种工作模式，耗电电流很小，并可置于省电模式，以中断的方式唤醒，尽可能地降低功耗。MSP430F169具有强大的运算性能、片内包括有精密硬件乘法器、具有60KB的FLASH、2KB的RAM、12位的A/D转换器、高精度比较器等常用资源，开发环境方便高效。本测量实验仪的温湿度传感输入端、光照传感输入端、风速传感输入端、雨量传感输入端都采用多芯航空插座。本测量实验仪的雨量测量器采用单翻斗的方式，除不锈钢底座外，其余部分采用透明材料构成，以方便学生了解测量结构和原理，水通过一个注水漏斗导入雨量测量器的翻斗内，翻斗置于一个水平轴上并处于不稳定平衡的状态，装满水后，翻斗翻转，倾倒到另一停靠位置上并倒空翻斗里的水，倒下的水经排水漏斗从雨量测量器底座的出水管流出，同时当水倒空后翻斗随即又回到正常位置上，开始重新接收继续雨水。翻斗的每次翻转动作通过干簧管转换成一个脉冲信号，I脉冲表示0.2mm雨量，并经接口电路传输到微处理器。【附图说明】图1是气象测量实验仪外观图，其中的I是液晶屏，2是温湿度传感输入端，3是光照传感输入端，4是风速传感输入端，5是雨量传感输入端，6是USB接口，7是3*3键盘，8是通信端口。图2是系统电路原理图。图3是风速测量器外观图，其中I是风杯，2是转轴，3是测量杯体，4是信号线缆，5是底座。图4是雨量测量器外观图，其中的I是漏斗，2是斗容调节螺钉，3是干簧管，4是翻斗，5是排水漏斗，6是信号电缆，7是出水管，8是水平泡，9是调节脚钉，10是不锈钢底座。【具体实施方式】结合附图，下面具体说明气象测量实验仪的工作和电路情况。本技术采用SHTll来作为温湿度的传感器，SHTll是瑞士 Sensir1n公司生产的数字式温湿度传感器，它能提供二线数字串行接口 SCK和DATA，接口简单，含有已校准的数字信号输出的温湿度复合传感器。其内部包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路集成在同一芯片上，它可与微处理器直接相连，此外，该传感器还体积小，并且抗干扰能力强。本技术采用硅光传感2DU6作为光照传感器件，硅光传感是利用光伏特效应把光直接转变成电能的器件，它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。而光照传感的光电转换和放大电路选用美国模拟器件ADI公司推出的新的标准器件0P777，它是单精密运算放大器，具有真正单电源、微功耗和满电源输出的特点，同时它还具有极低的失调电压、低漂移和低噪声的特点。本技术采用Global公司的WE550风速传感器，可连续监测某个地点的风速大小，并采用测量底座以方便固定，它具有4-20mA输出，风速范围0-50m/s，精度0.09m/s，同时还具有稳定性好、抗强风、抗外界干扰能力强，工作电压范围宽等优点。本技术的液晶显示电路采用低电压、低功耗带中文字库、采用ST7920控制器的128X64液晶显示屏。它具有4/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其模块接口方式灵活，操作指令简单、方便，可以显示8X4行16X16点阵的汉字，也可完成图形显示，可构成全中文人机交互图形界面。本技术的3*3键盘包含菜单按键、清除按键、返回按键、确定按键、时间按键、功能按键、背光按键和两个选择按键。分别用于菜单中参数的选择，各个传感输入端传感显示的选择，记录时间的确认，液晶屏的背光等功能。本技术的USB端口采用沁恒公司的CH375B芯片，CH375B支持全速的USB-HOST接口，兼容USB2.0协议，只需要简单的外围元器件，支持12Mb/s全速USB设备，支持USB设备的控制传输、批量传输和中断传输，可自动检测USB设备的连接与断开，支持5V电源电压和3.3V电源电压，在使用中采用并行接口通讯方式。实验仪的通信端口采用RS232串口，利用MSP430F169的UART模块通过RS232串口与PC机进行通信，而RS232采用标准负逻辑电平的方式。本技术采用气象测量中常用的多种传感器和高性能微处理器芯片，能实现对气象环境中的多种参数进行准确的测量和显示等功能，适合于气象学、大气物理学、农学等课程的测量与教学实验。【主权项】1.一种气象测量实验仪，其特征是:包括测量实验仪主机、温湿度传感探头、光照传感探头、风速测量器和雨量测量器，实验仪主机上设置有液晶屏(I)、温湿度传感输入端(2)、光照传感输入端(3)、风速传感输入端(4)、雨量传感输入端(5)、3*3键盘(7)、USB接口(6)和通信端口(8);测量实验仪主机内具有微处理器芯片，以及光传感放大电路、风速传感接口电路、雨量传感接口电路、存储电路、驱动电路和显示电路，用于完成信号的采集放大、计算处理和显示。2.根据权利要求1所述的气象测量实验仪，其特征是:其风速测量器内具有风速传感器，雨量测量器内具有雨量传本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气象测量实验仪，其特征是：包括测量实验仪主机、温湿度传感探头、光照传感探头、风速测量器和雨量测量器，实验仪主机上设置有液晶屏(1)、温湿度传感输入端(2)、光照传感输入端(3)、风速传感输入端(4)、雨量传感输入端(5)、3*3键盘(7)、USB接口(6)和通信端口(8)；测量实验仪主机内具有微处理器芯片，以及光传感放大电路、风速传感接口电路、雨量传感接口电路、存储电路、驱动电路和显示电路，用于完成信号的采集放大、计算处理和显示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汪建，陈涛，林淑容，
申请(专利权)人：四川农业大学，汪建，
类型：新型
国别省市：四川;51
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