温度传感器辐射误差修正及自动气象站设计

发布时间：2024-06-28 02:56

　　随着气候变化和大气环境研究精度的不断提高,希望用于气象站温度传感器的测量温度误差值控制在0.1℃范围中。目前气象站中使用的温度传感器一般被安装在防辐射罩内,但是由于防辐射罩内的温度传感器测量大气温度时会吸收一些太阳辐射,以至于传感器测量值大于实际的大气温度值,辐射误差值可高达1℃。为了降低太阳辐射对传感器温度测量造成的误差,本文通过利用计算流体动力学(CFD)方法对气象站温度传感器进行仿真,分析海拔高度、气流速度、太阳高度角、太阳辐射强度等环境参数对气象站温度传感器的辐射误差值的影响。仿真数据显示:温度传感器的辐射误差值随着太阳辐射强度、海拔高度的增大而增大;辐射误差值随着气流速度、太阳高度角的增大而减小。因计算流体动力学方法难以分析连续变化的物理量,本文通过BP神经网络算法对仿真数据进行拟合,获得铂电阻温度传感器在不同环境参数下的辐射误差修正方程,实现当环境参数连续变化时对测量地表温度的太阳辐射误差值进行修正。本文通过BP神经网络的拟合结果和仿真结果的均方根误差值为0.05℃,提高气温观测数据准确性的目标。本文设计了一款基于STM32微处理器的自动气象站数据采集器。数据采集器是由各类...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１木制百叶箱??

研究结果表明，将温度传感器分别安装在玻璃钢材质制作的百叶箱和木质材料制作的百??叶箱内，不同材质的百叶箱内温度传感器所测误差可控制在０．１?°Ｃ范围以内。??如图１．１所示为木制百叶箱，由两层相对比较薄的木板条组合而成，外层的百叶条??与水平方向的夹角呈４５°向内部方向倾斜，内层....

图１．２自然通风防辐射罩??

量温度误差会越大。将已经使用五年的和从未使用过的全新的防辐射罩对比发现，两者??传感器的测量温度误差达到１．６３?°Ｃ。??如图１．２所示为自然通风防辐射罩，是由中间部分的多层环片，顶部是伞形环片以??及底部是防辐射板组成的，温度传感器安装在防辐射罩内部。这种类型的防辐射罩是根?....

图１．３强制通风防辐射罩??

量温度误差会越大。将已经使用五年的和从未使用过的全新的防辐射罩对比发现，两者??传感器的测量温度误差达到１．６３?°Ｃ。??如图１．２所示为自然通风防辐射罩，是由中间部分的多层环片，顶部是伞形环片以??及底部是防辐射板组成的，温度传感器安装在防辐射罩内部。这种类型的防辐射罩是根?....

图３．１自然通风防辐射罩温度传感器结构图??

选择较小的空气域，从而使求解结果存在较大误差。??综合考虑分析几套空气域尺寸设计方案，最终得出自然通风型温度传感器防辐射罩??合理的空气域尺寸大小设置成１０００ｍｍｘ５００ｍｍｘ８００ｍｍ。根据图３．２可知，将六面体的??左侧设置成气流进口，右侧设置成气流出口。为了确保空气可以充....

本文编号：3996334