自动气象站地温数据异常分析与处理

郝智利

(山西省大气探测技术保障中心，太原 030002)

自动气象站地温数据异常分析与处理

郝智利

(山西省大气探测技术保障中心，太原 030002)

随着科技不断进步，自动观测逐渐代替了人工观测，主要气象要素已基本实现了仪器观测,因此自动气象观测设备的保障成为业务工作的重要部分。结合多年气象仪器维修经验，从地温传感器故障入手，分析故障原因并对地温传感器的连线方式与方法提出建议。

1 地温传感器工作原理

地温传感器是能感受规定的被测量，按照一定的规律将被测量转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。Pt100型铂电阻的阻值在一定测量范围内随温度的变化而变化，阻值和温度呈线性关系，地温传感器利用Pt100型铂电阻的此项特性观测温度。地温传感器采用四线制恒流源供电方式(见图1)，传感器配备精密的恒流源使模拟电压和温度呈线性关系，通过A/D转换，经采集器解算处理，得到相对应的温度值。

图1 地温传感器接线图

2 故障现象

在日常值班和仪器巡视中，发现深层地温数据自动观测值比人工观测值明显偏大，超出地温观测规范和校准规范规定要求，出现数据异常。

3 故障分析与处理

对地温传感器数据异常的故障进行分析，发现出现此类故障的自动站均是2007年以后安装的。为了方便地温传感器的更换与维修，厂家进行了改进，2007年后安装的自动站地温传感器在传感器与转接板之间使用航空头连接。根据地温传感器结构原理可以推断，造成故障的原因是，传感器与转接板之间用航空头连接后对温度测量精度产生了影响。

将有航空接头和没有航空接头两类地温传感器的电阻进行比较，发现有航空接头的电阻比没有航空接头的电阻大1 Ω左右。根据地温传感器工作原理，温度与电阻值成正比关系，而且从表1中可以看出，当温度传感器与转接盒之间用航空头连接时，深层40、80、160、320 mm四个传感器观测数据与人工观测数据相比，均大于人工数据0.5～1.0 ℃左右，根据此规律，去掉航空头直接用导线连接传感器，传感器电阻减小0.8 Ω左右。将去掉航空头测量的温度值和人工观测值对比，发现数据比较接近，误差范围为0.0～0.2 ℃。分析原因主要是因为航空头内两个接触点多次拔插，导致压缩簧片弹力性能下降，接触电阻变化过大，从而影响自动站地温观测精度。

表1 人工、无航空头及有航空头(去掉前、后)观测的地温 ℃

4 结语

从这例地温传感器数据异常的故障分析与排除过程发现，2007年以后安装的自动站由于采用航空头进行连接，航空头内两个接触点多次拔插导致压缩簧片弹力性能下降，接触电阻变化过大，从而影响自动站地温观测数据精度，因此建议地温传感器的连接应该采用接触比较好的rs232接头或电路连通器较好，减小接触电阻，提高测量精度。

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郝智利.自动气象站地温数据异常分析与处理[J].陕西气象，2014(6)：31-32.

1006-4354(2014)06-0031-02

2014-03-06

郝智利(1974—)，男，汉族，山西新绛人，工程师，主要从事气象探测技术保障工作。

P415.12

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