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應用于氣象儀器的幾種高性能傳感器

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-07-09 15:44:23    瀏覽次數:127
導讀

從公元15世紀德國人Nicolaus de Cusa 發明第一支濕度計開始,氣象設備儀器經過幾百年的探索,產品逐漸的成熟及產業化。目前氣象儀器不僅種類越來越繁多,而且也逐漸應用于軍事、工業、農業等領域。氣象觀測是大氣環境檢測的重要內容,它為大氣污染趨勢分析與大氣環境評估、控制污染方案、開展大氣物理科研工作提供了科學的

從公元15世紀德國人Nicolaus de Cusa 發明第一支濕度計開始,氣象設備儀器經過幾百年的探索,產品逐漸的成熟及產業化。目前氣象儀器不僅種類越來越繁多,而且也逐漸應用于軍事、工業、農業等領域。氣象觀測是大氣環境檢測的重要內容,它為大氣污染趨勢分析與大氣環境評估、控制污染方案、開展大氣物理科研工作提供了科學的依據。氣象觀測就是依賴于氣象儀器,可見其重要性。除此之外,氣象儀器還能應用于氣象預測,給人類的生活帶來了極大的便利。

氣象儀器主要分兩大類:地面氣象觀測儀器、高空氣象探測儀器。地面氣象觀測儀:自動氣象站、自動雨量站、溫濕度記錄儀、風速報警器、氣壓觀測儀、日照計等等。高空氣象探測儀:探空儀、天氣雷達等等。

本文主要討論農業氣象儀器的幾種關鍵參數:溫度、濕度、氣壓

農業溫度特點及重要性

維持植物生產發育的生物學下限溫度(最低溫度)、最適溫度和生物學上限溫度(最高溫度)。在最適溫度下,植物的生命活動力最強,發育最快最健康;最高或者最低溫度下,植物不發育,但是還可以維持生命。不同植物對這三種溫度的要求不同,不同階段的三種溫度要求也不同。對大多數植物來說,發育溫度在15-35℃,生長溫度在5-40℃,維持生命溫度在-10-50℃。除了環境空氣的溫度之外,還有土壤的溫度也是極其重要。土壤的溫度會影響種子的發芽,根系水分和養分的吸收,會影響昆蟲的發生,土壤溫度一般在10-25℃最為合適。

農業濕度特點及重要性

主要包括空氣濕度和土壤濕度,不同植物、不同生長期對于環境濕度的要求不同。

空氣濕度會影響作物的生長發育,濕度與作物的蒸騰和光合作用,低濕時減弱光合作用,高濕時抑制植物的蒸騰,影響根部的吸收。

空氣濕度與作物的病害,高濕利于病原微生物的繁殖。特別是溫室大棚,濕度就是引起病害發生的重要環境因素。一般農業中空氣濕度在50-95%RH較為合適

土壤濕度的特點:土壤濕度比較穩定,水分蒸發和蒸騰量少,土壤濕度較大;土壤水分是向上運動的;存在濕度差,四周濕度小,中間濕度大

 

大氣壓的定義和影響

大氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力,即等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。氣壓大小與高度、溫度等條件有關。大氣壓高會形成干旱天氣、往往造成農業減產;低氣壓常形成陰雨天氣,可以緩解旱情,但降水太多也會帶來洪澇災害,影響農業生產,對農業帶來損失。

無論是溫度、濕度還是大氣壓,當氣象設備儀需要集成這幾個參數的測量時,就必須要用到相對應的傳感器,下面給大家給幾款。

溫濕度傳感器

 

HM1500LF

濕度測量范圍         0-100%RH

濕度測量精度         ±3%RH

溫度系數(10℃-50℃)        -0.05%RH/℃

濕度磁滯           ±1%RH

濕度測量時間        10s

結露 150 小時后的恢復時間       10s

標稱電容(頻率、電壓)@55%RH     2.48V

供電電壓             5V

輸出方式             電壓輸出:1325-3555mV

工作溫度范圍         -30~60℃

工作濕度范圍         0-100%RH

儲存溫度范圍         -30~70℃

儲存濕度范圍         0-100%RH

年漂移量             0.5%RH/年

測量電容(頻率、電壓)隨濕度的變化度         +26mV/%RH

封裝                 φ11x58mm   wire:200-250mm




HTU21DF

濕度測量范圍         0-100%RH

濕度測量精度         ±3%RH

溫度系數(10℃-50℃)        -0.1%RH/℃

濕度磁滯         ±1%RH

濕度測量時間        "12 bits:14ms;11 bits: 7ms;10 bits: 4ms; 8 bits: 2ms"

結露 150 小時后的恢復時間       10s

溫度測量范圍         -40~125℃

溫度測量精度         ±0.3℃(25℃)

溫度測量時間        14 bits:44ms;13 bits: 22ms;12 bits: 11ms;11 bits:  6ms

溫度響應時間     10s(15℃-45℃)

供電電壓              3.3V

輸出方式              IIC

工作溫度范圍         -40~125℃

工作濕度范圍         0-100%RH

儲存溫度范圍         -40~125℃

儲存濕度范圍         20-60%RH

年漂移量             -0.5%RH/年

封裝                 DFN 3x3mm

推薦理由:農作物往往需要抗高濕的溫濕度傳感器,這兩款精度高,穩定性好,HM1500LF帶防護棒式封裝,HTU21DF帶PTFE膜,都能達到很好的抗高濕,抗腐蝕效果。

 


壓力傳感器

MS5540

量程:10-1100mBar

供電電壓:2.2-3.6VDC

測試類型:絕壓

輸出信號:SPI數字信號輸出

體積:6.2*6.4*2.88(mm)

電流:0.1uA(待機),1uA(工作)

推薦理由:體積小,功耗低,6個刻度參數校正,實現高精度測量,壓力傳感器部分采用硅膠保護,可深水100m工作,適合于氣壓計、氣象系統等等

 


MS8607

供電電壓:1.8-3.6VDC

濕度測量范圍:0-100%RH,±3%RH的濕度精度

溫度測量范圍:-40℃-85℃,±2.0℃的溫度精度

壓力測量范圍:10-2000mBar,±2.0mBar的壓力精度

峰值電流:1.25mA(壓力和溫度測量時)0.45mA(濕度測量時)

輸出信號:IIC數字信號

響應時間:濕度<5s,壓力<5ms

推薦理由:MS8607是MEMS的三合一傳感器,集成了溫度濕度壓力,采用QFN封裝,體積小,一款傳感器就可以測量多個參數。非常適合嵌入到小型設備氣象站的應用。



 
(文/小編)
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