新型自动站温湿度分采集器故障分析

李秀英

摘 要：新型自动站采用“主/分采集器”结构方式，具有CAN总线接口，温湿度分采集器通过CAN 总线接入主采集器，与CAWS600的温湿度传感器的接入方式不同，结合实际工作实践总结温湿度分采集器故障的判断和分析方法。

关键词：新型自动站 温湿度分采集器 故障判断

中图分类号：P415.12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0062-01

新型自动气象站建设是推进地面气象观测自动化、县级气象机构综合改革的重要步骤，稳步推进了地面气象观测自动化进程。根据温湿度分采集器不同故障现象分析其故障原因，进而总结排除方法，保障自动气象站正常运行，确保资料的正确性和完整性。

1 温湿度分采集工作原理

温湿度分采集系统由温湿度分采、温度传感器、湿度传感器等三部分组成，目前新型自动站有两种型号DZZ4型和DZZ5型，所使用的温湿度分采集器的型号也不同，但其工作原理基本相同。

1.1 分采的工作原理

（1）新型站温度及湿度测量通过温湿度分采完成；（2）温湿分采同时测量温度及湿度；（3）温湿分采与主采之间通过CAN总线连接；（4）温湿分采供电从主机箱引出。

1.2 温度传感器工作原理

铂电阻温度传感器采用PT-100铂电阻作为感应元件，其阻值随温度变化而变化，根据测出电阻值，经变换计算处理可变成温度示值。铂电阻值范围：80～120 Ω。铂电阻为100 Ω时，温度为0 ℃，温度每升高1 ℃，电阻增大0.385 Ω。

1.3 湿度传感器工作原理

湿敏电容是湿度测量单元的关键器件，用于感知环境湿度的变化。采用高分子薄膜电容作为湿敏电容。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度具有比例关系。湿度信号输出为0～1 V的电压信号，线性对应相对湿度为0%～100%。

2 故障判断与分析

自动气象站的故障可以分为软件故障和硬件故障，所谓软件故障为业务软件中该要素的传感器没有挂接，或者关闭；硬件故障包括传感器故障、线路故障及端子故障等。

2.1 软件故障

（1）故障现象：ISOS业务软件中该要素显示为“-”；DZZ4型终端命令SAMPLES该要素显示为“-”；DZZ5型终端命令DMGD中该要素不显示。

（2）判断方法：查看ISOS业务软件SMO中该要素是否挂接，如已挂接查看其状态是否显示为停用；或通过终端命令SENST 查看是否将传感器关闭，如SENST T0，如回执为“0”，怎说明已将温度传感器关闭。

（3）故障恢复：在SMO参数设置中挂接该要素，或将其状态改为启用；用终端命令SENST开启传感器，如SENSTT01，开启温度传感器。

2.2 硬件故障

如果软件设置正常，该要素显示为“/”或为异常数据，则可以判断为硬件故障。

2.2.1 CAN总线故障

（1）故障现象：温度、湿度记录均缺测，首先判断CAN总线是否出现故障。

（2）判断方法：首先用万用表20 V电压档测量CAN总线的供电电压是否为12 V左右，否则断电后用万用表蜂鸣档检测相应线路及端子连接是否正常；

用万用表20 V电压档测量CAN总线H、L两端的电压，如不相等则CAN总线H、L线路故障；此时如果H端电压低于L端的电压，则说明CAN总线H、L两端接反，如果H端电压高于L端的电压，则说明线路故障，断电后用万用表蜂鸣档，依次检查线路故障点；

用万用表电阻200 Ω档测量温湿分采集CAN的H、L端，如果有120 Ω电阻，说明从主采集器到分采集CAN的H、L线路正常，相反如测不到120 Ω电阻，说明从主采集器到分采集CAN的H、L线路故障，此时再有万用表蜂鸣档，依次检查线路故障点。

2.2.2 温度故障

（1）故障现象：如湿度正常，温度显示“/”或异常数据。

（2）判断方法：用万用表电阻档200 Ω测量1脚（或者2脚）与3脚（或者4脚）之间的电阻值R1，测量1脚与2脚（或者3脚与4脚）之间的电阻值R2，R1减去R2求得铂电阻的电阻大小R，利用公式：T=（R-100）/0.385算出测量时的温度值，并与标准温度对比，对温度传感器的状况进行初步判断。如R1不在80～120 Ω之间，或R2不在0～8 Ω之间，判断为温度传感器故障。

2.2.3 湿度故障

（1）故障现象：如温度正常，湿度显示“/”或异常数据。

（2）判断方法：首先用万用表电压20 V档测量湿度传感器的供电电压，正常为12 V左右，否则断电后用万用表蜂鸣档检测相应线路及端子连接是否正常；

用万用表电压2 V档测量湿度传感器信号输出，正常在0～1 V之间，否则断电后用万用表蜂鸣档检测相应线路及端子连接是否正常；如线路及连接端子均正常，则判断为湿敏电容故障，更换湿敏电容。

3 结语

随着新型自动站的应用，数据从采集到传输逐步实现了自动化，2014年县级综合业务改革后，业务人员的职责从以原始观测信息获取为主向观测数据质量把关、观测系统运行保障和观测产品加工制作转变，这就需要业务人员熟悉掌握自动站工作原理，提高自动站故障判断及维护能力，做到故障及时排除，保障自动站正常运行，进一步提高自动站数据质量。

参考文献

[1] 中国气象局.新型自动气象（气候）功能规格书.

[2] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003.

[3] 周彦林.CAW600型自动气象站温湿度传感器故障诊断及维护[J].内蒙古气象，2009（4）：43-44.endprint