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应用于气象仪器的几种高性能传感器

更新时间:2019-05-24 16:59:05

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应用介绍

从公元15世纪德国人Nicolaus de Cusa 发明第一支湿度计开始,气象设备仪器经过几百年的探索,产品逐渐的成熟及产业化。目前气象仪器不仅种类越来越繁多,而且也逐渐应用于军事、工业、农业等领域。气象观测是大气环境检测的重要内容,它为大气污染趋势分析与大气环境评估、控制污染方案、开展大气物理科研工作提供了科学的依据。气象观测就是依赖于气象仪器,可见其重要性。除此之外,气象仪器还能应用于气象预测,给人类的生活带来了极大的便利。

气象仪器主要分两大类:地面气象观测仪器、高空气象探测仪器。地面气象观测仪:自动气象站、自动雨量站、温湿度记录仪、风速报警器、气压观测仪、日照计等等。高空气象探测仪:探空仪、天气雷达等等。

本文主要讨论农业气象仪器的几种关键参数:温度、湿度、气压

农业温度特点及重要性

维持植物生产发育的生物学下限温度(最低温度)、最适温度和生物学上限温度(最高温度)。在最适温度下,植物的生命活动力最强,发育最快最健康;最高或者最低温度下,植物不发育,但是还可以维持生命。不同植物对这三种温度的要求不同,不同阶段的三种温度要求也不同。对大多数植物来说,发育温度在15-35℃,生长温度在5-40℃,维持生命温度在-10-50℃。除了环境空气的温度之外,还有土壤的温度也是极其重要。土壤的温度会影响种子的发芽,根系水分和养分的吸收,会影响昆虫的发生,土壤温度一般在10-25℃最为合适。

农业湿度特点及重要性

主要包括空气湿度和土壤湿度,不同植物、不同生长期对于环境湿度的要求不同。

空气湿度会影响作物的生长发育,湿度与作物的蒸腾和光合作用,低湿时减弱光合作用,高湿时抑制植物的蒸腾,影响根部的吸收。

空气湿度与作物的病害,高湿利于病原微生物的繁殖。特别是温室大棚,湿度就是引起病害发生的重要环境因素。一般农业中空气湿度在50-95%RH较为合适

土壤湿度的特点:土壤湿度比较稳定,水分蒸发和蒸腾量少,土壤湿度较大;土壤水分是向上运动的;存在湿度差,四周湿度小,中间湿度大

 

大气压的定义和影响

大气压是作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压大小与高度、温度等条件有关。大气压高会形成干旱天气、往往造成农业减产;低气压常形成阴雨天气,可以缓解旱情,但降水太多也会带来洪涝灾害,影响农业生产,对农业带来损失。

无论是温度、湿度还是大气压,当气象设备仪需要集成这几个参数的测量时,就必须要用到相对应的传感器,下面给大家给几款。

温湿度传感器

 

HM1500LF

湿度测量范围         0-100%RH

湿度测量精度         ±3%RH

温度系数(10-50℃)        -0。05%RH/

湿度磁滞           ±1%RH

湿度测量时间        10s

结露 150 小时后的恢复时间       10s

标称电容(频率、电压)@55%RH     2。48V

供电电压             5V

输出方式             电压输出:1325-3555mV

工作温度范围         -3060

工作湿度范围         0-100%RH

储存温度范围         -3070

储存湿度范围         0-100%RH

年漂移量             0。5%RH/

测量电容(频率、电压)随湿度的变化度         +26mV/%RH

封装                 φ11x58mm   wire200-250mm




HTU21DF

湿度测量范围         0-100%RH

湿度测量精度         ±3%RH

温度系数(10-50℃)        -0。1%RH/

湿度磁滞         ±1%RH

湿度测量时间        "12 bits14ms11 bits 7ms10 bits 4ms 8 bits 2ms"

结露 150 小时后的恢复时间       10s

温度测量范围         -40~125

温度测量精度         ±0.3℃(25℃)

温度测量时间        14 bits44ms13 bits 22ms12 bits 11ms11 bits  6ms

温度响应时间     10s15-45℃)

供电电压              3.3V

输出方式              IIC

工作温度范围         -40~125

工作湿度范围         0-100%RH

储存温度范围         -40~125

储存湿度范围         20-60%RH

年漂移量             -0.5%RH/

封装                 DFN 3x3mm

推荐理由:农作物往往需要抗高湿的温湿度传感器,这两款精度高,稳定性好,HM1500LF带防护棒式封装,HTU21DFPTFE膜,都能达到很好的抗高湿,抗腐蚀效果。

 


压力传感器

MS5540

量程:10-1100mBar

供电电压:2.2-3.6VDC

测试类型:绝压

输出信号:SPI数字信号输出

体积:6。2*6。4*2。88mm

电流:0。1uA(待机),1uA(工作)

推荐理由:体积小,功耗低,6个刻度参数校正,实现高精度测量,压力传感器部分采用硅胶保护,可深水100m工作,适合于气压计、气象系统等等

 


MS8607

供电电压:1.8-3.6VDC

湿度测量范围:0-100%RH,±3%RH的湿度精度

温度测量范围:-40-85℃,±2.0℃的温度精度

压力测量范围:10-2000mBar,±2。0mBar的压力精度

峰值电流:1。25mA(压力和温度测量时)0.45mA(湿度测量时)

输出信号:IIC数字信号

响应时间:湿度<5s,压力<5ms

推荐理由:MS8607MEMS的三合一传感器,集成了温度湿度压力,采用QFN封装,体积小,一款传感器就可以测量多个参数。非常适合嵌入到小型设备气象站的应用。