高精度多通道自动气象站气压检定仪的设计.pdf

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1、2016定仪表技术与传感器2016第2期InstrumentTechniqueandSensorNo．2高精度多通道自动气象站气压检定仪的设计徐伟，裴晓芳，季鑫源，陈晓，行鸿彦(大气环境与装备技术协同创新中心，南京信息工程大学，江苏南京210044)摘要：气压检定仪是一种为自动气象站提供标准气压信号的仪器。针对目前气象计量业务应用的检定仪输出气压信号单一不能兼顾不同型号自动站的问题，设计一种高精度、多通道(RS232、模拟电压、触发脉冲)同时输出而互不干扰的新型气压检定仪。采用低功耗单片机为主控、CPLD扩展I／O口的硬件架构。RS232通道气压信号利用单片机的USART编程产生；触发脉冲

2、通道利用CPLD模拟传感器的时序，收到自动站的触发信号后分频产生；模拟电压通道选用高精度DAC和极低失调电压(3V)运放产生。总线隔离和DC-DC措施保证了各通道互不干扰。测试表明：3个通道输出的气压信号范围均为500～1100hPa，覆盖了自动站的测量范围。最大误差0．02hPa，远低于自动站的最大测量误差±0．3hPa，为不同型号的自动站提供了一种综合的计量检定仪器。关键词：CPLD；气压；自动气象站；检定中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1002-1841(2016)02-0034-05DesignofMulti-·channelAirPressureCalibrat

3、orsofHigh-precisionforAutomaticMeteorologicalStationxuWei，PEIXiao—fang，JIXin—yuan，CHENXiao，XINGHong—yan(CollaborativeInnovationCenterofAtmosphericEnvironmentandEquipmentTechnology，NanjingUniversityofInformationScience&Technology，Nanjing210044，China)Abstract：Airpressurecalibratorsareinstrumentswhic

4、hprovidestandardpressuresignalforAutomaticWeatherStations．(AWS)．Atpresent，thecalibratorsappliedformeteorologicalmeasurementarejustcapableofoutputtingonekindofpressuresignalandusinginonlyonetypeofAWS．Therefore，aimingatthisproblem，anewtypeofairpressurecalibratorswhichareofhigh—preci—sionwasdesigned．

5、Theycanoutputthroughthreechannels(RS232，analogvoltage，triggerpulse)simultaneouslybutbenon—interfer—ingforoneanother．TheyadoptedsinglechipmicrocomputersasthedominantcontrolandCPLDastheirexpansionport．Thepres—suresignalfromchannelRS232wasattainedbyusingUSARTofsinglechipmicrocomputer．Thetriggerpulsem

6、odecanbepro·ducedbyCPLDafterreceivingthetriggersignalfromAWSonbasisoftimingsequeneeofsensor．Analogvoltagegeneratesfromu—singhigh—precisionDAC，andlowoffsetvohage(3IxV)．ThebusisolationandDC—DCmeasuresguaranteeeachchannelnottoin—terferewithoneanother．Testsshowthattheairpressuresofthethreeelectricpara

7、metersare500～1100hPa．whicharethescopeofmeasurementofAWS．ThemaximumerrorofthiskindofcalibratoriS0．02hPa．ItiSmuchlowerthanthemaximumerrorofAWS±O．3hPa．ThisnewkindofcalibratoriSmeasurementandcalibrationfordifierentmo