文章编号:
1674-7070
(2011)
05
-0
466-05
雨量计自动校验仪设计
摘要
雨量计是气象、水文、农业等部门观
测降水量的重要仪器,新生产的雨量计
以及使用中的雨量计都需要进行校验以
确保其精度和可靠性.目前利用手工校
验的方法不方便且精度难以保证,针对
这一情况,设计了一种便携式雨量计自
动校验仪.该仪器利用超声波实时检测
当前液位进而控制步进电机自动调节流
速、流量,保持水流量的均匀.利用软件
可设置不同的雨量来模拟实际的降雨,
最后通过对比雨量计读数看其是否符合
精度要求.系统选用了高频的超声波传
感器,处理器计时频率达到
50
MHz
,提
高了测量的精度.
关键词
气象仪器;雨量计;雨量计校验/检
定;超声液位测量
中图分类号
T
P2
17
文献标志码
A
收稿日期
2010-12-14
资助项目南京信息工程大学科研基金
(2008-
0258)
作者简介
张自嘉,男,教授,主要从事仪器科学与技
术方面的教学与科研工作.
zhzijia@
126.
com
1
南京信息工程大学信息与控制学院,南京,
210044
张自嘉
1
归全娟
1
。
引言
降雨量是一种重要的气象要素,对降雨量的准确观测是气象、水
文、农业等部门进行预报、决策的重要数据.雨量计是观测雨量的重
要仪器,新生产的雨量计需要进行检定或校验,使用中的雨量计也需
要经常进行检定,以便对其精度和可靠性给出评估和校正.目前对雨
量计的校验主要是利用标准容器或者精度较高的翻斗式雨量计,也
有用于工方法通过量杯进行校验.标准容器法校验通常由若干容积
不同的标准容器构成,体积较大,适于固定在室内使用;利用翻斗式
雨量计对其他雨量计进行校验,其检测精度受自身精度的影响;通过
于工调节出水孔大小来模拟雨量大小,实现对雨量计的校验,由于水
压的存在,元法保证水流的均匀性,而且手工校验受个体经验影响,
不方便且精度难以保证.针对上述情况,本文设计了一种雨量计自动
校验仪,由于雨量计的校验需要检验不同雨量下雨量计的测量精度,
因此校验时需要控制不同的流量来模拟实际的降雨,均匀的流量可
以更准确地对雨量计进行校验.目前气象部门普遍使用的雨量计有
虹吸式雨量计及翻斗式雨量计,雨量计承水器口径通常为
20
cm[l]
,
可测量的降雨强度范围一般规定在
0-
4
m
m/
min[2].
本校验仪器就
以该降雨强度范围作为可模拟的雨量大小范围,要求能控制的流量
大小为
o
-125.6
mVmin.
对雨量计进行校验,实际上就是通过模拟各种实际降雨量,通过
对比雨量计的读数与实际流人的水量大小,来检测雨量计的精度是
否满足规定要求.本文设计的便携式雨量计自动校验仪可以设置雨
量大小并能自动调节流速、流量,通过反馈的方式控制水的流量,提
高了流量控制的精度.与传统的校验方法相比,避免了人工于动操作
带来的不确定因素,可以保持水流量的均匀.此外,该仪器体积小,操
作方便,可以用可充电电池供电,便于现场对雨量计进行校验,有较
好的应用前景.
1
系统总体方案设计
雨量计自动校验仪器包括储水室、超声波液位测量单元、阀门、
步进电机、控制电路等.储水室通过阀门与排水管道和外界相通,阀
门的开度受步进电机控制,通过控制阀门开度来调节水的流速,并控
制在一定时间段内水的流量.储水室上部为收发一体的超声波换能
文章编号:
1674-7070
(2011)
05
-0
466-05
雨量计自动校验仪设计
摘要
雨量计是气象、水文、农业等部门观
测降水量的重要仪器,新生产的雨量计
以及使用中的雨量计都需要进行校验以
确保其精度和可靠性.目前利用手工校
验的方法不方便且精度难以保证,针对
这一情况,设计了一种便携式雨量计自
动校验仪.该仪器利用超声波实时检测
当前液位进而控制步进电机自动调节流
速、流量,保持水流量的均匀.利用软件
可设置不同的雨量来模拟实际的降雨,
最后通过对比雨量计读数看其是否符合
精度要求.系统选用了高频的超声波传
感器,处理器计时频率达到
50
MHz
,提
高了测量的精度.
关键词
气象仪器;雨量计;雨量计校验/检
定;超声液位测量
中图分类号
T
P2
17
文献标志码
A
收稿日期
2010-12-14
资助项目南京信息工程大学科研基金
(2008-
0258)
作者简介
张自嘉,男,教授,主要从事仪器科学与技
术方面的教学与科研工作.
zhzijia@
126.
com
1
南京信息工程大学信息与控制学院,南京,
210044
张自嘉
1
归全娟
1
。
引言
降雨量是一种重要的气象要素,对降雨量的准确观测是气象、水
文、农业等部门进行预报、决策的重要数据.雨量计是观测雨量的重
要仪器,新生产的雨量计需要进行检定或校验,使用中的雨量计也需
要经常进行检定,以便对其精度和可靠性给出评估和校正.目前对雨
量计的校验主要是利用标准容器或者精度较高的翻斗式雨量计,也
有用于工方法通过量杯进行校验.标准容器法校验通常由若干容积
不同的标准容器构成,体积较大,适于固定在室内使用;利用翻斗式
雨量计对其他雨量计进行校验,其检测精度受自身精度的影响;通过
于工调节出水孔大小来模拟雨量大小,实现对雨量计的校验,由于水
压的存在,元法保证水流的均匀性,而且手工校验受个体经验影响,
不方便且精度难以保证.针对上述情况,本文设计了一种雨量计自动
校验仪,由于雨量计的校验需要检验不同雨量下雨量计的测量精度,
因此校验时需要控制不同的流量来模拟实际的降雨,均匀的流量可
以更准确地对雨量计进行校验.目前气象部门普遍使用的雨量计有
虹吸式雨量计及翻斗式雨量计,雨量计承水器口径通常为
20
cm[l]
,
可测量的降雨强度范围一般规定在
0-
4
m
m/
min[2].
本校验仪器就
以该降雨强度范围作为可模拟的雨量大小范围,要求能控制的流量
大小为
o
-125.6
mVmin.
对雨量计进行校验,实际上就是通过模拟各种实际降雨量,通过
对比雨量计的读数与实际流人的水量大小,来检测雨量计的精度是
否满足规定要求.本文设计的便携式雨量计自动校验仪可以设置雨
量大小并能自动调节流速、流量,通过反馈的方式控制水的流量,提
高了流量控制的精度.与传统的校验方法相比,避免了人工于动操作
带来的不确定因素,可以保持水流量的均匀.此外,该仪器体积小,操
作方便,可以用可充电电池供电,便于现场对雨量计进行校验,有较
好的应用前景.
1
系统总体方案设计
雨量计自动校验仪器包括储水室、超声波液位测量单元、阀门、
步进电机、控制电路等.储水室通过阀门与排水管道和外界相通,阀
门的开度受步进电机控制,通过控制阀门开度来调节水的流速,并控
制在一定时间段内水的流量.储水室上部为收发一体的超声波换能