雨量传感器

摘 要：为解决防洪中水位和降雨量人工监测存在的操作不安

全、数据不准确和实时性不强等问题，我们开发了单片机控制

的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用

了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可实现江河、湖泊与

水库水位及降雨量信息的自动采集和处理。

关键词：单片机 水位 降雨量 监测

1、前言

由于我国的水灾频频发生，因此必须监测江河、湖泊与水

库等的水位及这些区域的降雨量。这种监测不但可为预防水

灾、及时进行防汛决策提供大量可靠的数据和资料，同时还可为防洪抢险救灾和保护人民生命财产安全发挥重要作用。目前，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量难准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确监测水位及降雨量，我们新近开发了一套单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可以实现江河、湖泊及水库等水位和该区域降雨量的有效监测。

2、系统功能

由于单片机控制水位与降雨量监测系统是用于江河、湖泊及水库水位和该区域降雨量的监测，因此这个系统应具有如下功能：

2、 1水位自动检测功能

该系统能自动检测江河、湖泊及水库等水位。水位检测范围为0-100M ，误差≤10MM 。

2、 2降雨量自动检测功能

该系统能自动检测江河、湖泊及水库等区域的降雨量。降雨量测量范围为0-500MM ，误差≤1MM 。 2、3自动报警、数据处理、显示及打印功能

当水位、降雨量达警戒线时，该系统能自动进行声、光报警。能自动记录水位及降雨量数据，并可利用自己的数据处理软件实时进行数据处理。能自动显示与打印指定时间段的水位、降雨量报表等。该系统的显示器件采用液晶显示屏。

2、 4通信功能

该系统通过RS232通信协议进行内部数据传送，它可与其他水文信息监测系统进行联网运行。

3、系统总体结构及工作原理

系统总体结构如图（1）所示。系统主要由数据采集器、数据传送器、数据处理部分等组成。该系统是一种单片机集散控制系统。图中的数据采集器主要担负水位和降雨量信息的采集任务，并将采集的信息实时传送数据传送器中。数据传送器接收信息后，无线发送信息至采集点主机，再由该主机进行分析和处理。由于采集点主机通过RS-232C 接口与Modem 相连，Modem 又接入公用电话网（PSTN ），因此该主机处理后的信息又可通过PSTN 以数据包的形式发送到数据处理中心。

(图1)系统总体结构图

4、数据采集器

4、１数据采集器硬件

数据采集器由80C51单片机、通信电路、复位及看门狗电路、时钟电路、A/D转换器电路等组成。其组成方框图如（图2）所示。由于数据采集器被置于水下，因此它不宜自带电源。其电源由位于水面上的数据传送器提供。水位传感器与降雨量传感器的原理和结构都有所不同，但本文不作详细介绍。微处理器监控芯片采用ADM692。时钟芯片采用S-3530。时钟芯片每5分钟输出一个中断信号，请求CPU进行数据采样和转换。A/D转换器芯片采用AD0809，其分辨率为8 位，其逐次逼近的转换时间为100uS。数据采集器硬件电路图如（图3）所示。

（图2）数据采集器硬件组成方框图

（图3）数据采集器硬件电路图

4、2数据采集器软体

为提高水位和降雨量采样信号的真实度，本系统利用程序对外部干扰进行数字滤波。即利用程序将采样信号进行加工处理，去除或削弱干扰的影响。由于测量水位时江河、湖泊及水库波浪冲击可能引起采样信号产生瞬时、幅值较大的脉冲干扰。这种干扰一旦出现在采样时刻，则破坏系统的正常工作，因此数据采

集器必须对采样信号进行滤波。数据采集器采用中值滤波法。即对水位或降雨量信息在每5分钟连续采样5次，然后将采样值从小到大排队，再取中间值为真实信号。在软件设计时，为防止干扰，系统软件的程序中安排了“冗余指令”和“软件陷井”，同时还考虑到万一程序“弹飞”，应能让其自动复位到正常状态而设置了“看门狗”。看门狗溢出周期为1.6S、复位时间为50mS。数据采集器主程序流程图如图（4）所示。

（图4）数据采集器主程序流程图

5、数据传送器

5、1数据传送器硬件数据传送器接收数据采集器传送的水位或降雨量信号，并采用无线发送方式将此信号传送给采集点主机。数据传送器硬件组成方框图如（图5）所示。图中，微处理器监控芯片采用ADM695。无线发射模块采用微型远程无线发送组件CSJ-TGN 150，最大发射距离1500M、工作频率351MHZ，最大功耗500mW。由于电源需同时为数据采集器和数据传送器供电，因此需具备电源监控和后备电池切换功能，而这种功能可由微处理器监控芯片ADM695自身电路来实现。由于电池切换电路所能提供的100mA的输出电流不能满足用电量要求，所以硬动三极管来获得更大的输出电流。数据传送器硬件电路图如（图6）所示。

（图6）数据传送器硬件电路图

5、2数据传送器软件

数据传送器抗干扰措施与上述数据采集器基本相同。它除设置“冗余指令”、“软件陷井”和“看门狗”外，还采用中值方法进行数字滤波。为减少发射功率消耗，降低电源的能源负担，数据传送器采用间歇工作策略，即每5分钟发射一次信号。也就是单片机的每次的“休眠”时间为5分钟。在休眠状态下，ADM695中CPU 的主要任务是等待串行口发出的中断请求信号，一旦出现这种信号，CPU便响应这个请求，并顺序执行启动“看门狗”、接收数据、中值滤波和发送数据等程序。数据传送器主程序流程图如（图7）所示。图中“看门狗”的溢出周期为1.6S，复位时间为50mS。

（图7）数据传送器主程序流程图

6、采集点主机

6、1采集点主机硬件

采集点主机完成水位和降雨量数据处理任务。处理内容包括数据的分析、显示、打印、报警等。同时还通过公用电话网（PSIN）将数据发送到数据处理中心。采集点主机的微处理器监控芯片采用ADM695，其看门狗溢出周期为1.6S，复位时间为50mS。由于该芯片具有电源监控和后备电池切换等功能，因此它为采集点主机提供了完备的监控体系。数据存储器采用CAT24WC64。其特点：宽工作电压(2.7??-6V)、有擦写安全保护措施，从而可提高数据的安全性和可靠性。数据存储器存储空间可按存储一天的数据分配1K空间，按最大存储2月（62天）的数据总共分配62K空间，其地址为2K--64K。此时已将前2K作为备用空间。数据存储管理采用段页式，即每8K为一段，并在存储器开辟一段空间放置段内基址表，通过查表获得段内基址。采集点主机打印机选用PP40型，它具有体积小、价格低、可靠性高等特点，能较好地满足本系统的要求。液晶显示模块采用日本东芝公司生产的DMF5005N液晶显示屏。它具有体积小、重量轻、低电压和低功耗等特点。键盘采用4×4键，键盘接口选用zlg7289A。无线接收模块采用微型远程无线接收组件CSJ-R3，其最大接收距离为1500M、工作频率为351MHZ，最大功耗为500mW。时钟芯片采用X1203，它具有日历和定时信号输出功能。采集点主机硬件的组成方框图如（图8）所示。

6、2采集点主机软件

采集点主机主程序较为简单，它主要采用中断工作方式。如单片机CPU响应显示时间中断请求时，它便调用显示子程序来实时显示时间、水位与降雨量情况。CPU响应串行口的输入中断请示时，它便调用数据接收子程序。CPU响应键盘中断请求时，它便调用键盘子程序。其他子程序调用情况如（图9）的采集点主机主程序流程图所示。

（图9）采集点主机主程序流程图

7、结束语

本文所介绍的单片机控制水位与降雨量监测系统经实验室调试成功，且经水库实地运行效果良好。

参考文献

[1]何立民《单片机应用技术选编》北京航空航天出版社1997年2月

[2]万福君《单片微机原理、系统设计与开发应用》中国科学技术大学出版社1994年11月

[3]郭敬枢《微机控制技术》重庆大学出版社1994年11月

[4]周立功单片机网https://www.wendangku.net/doc/1511316596.html,

自动气象站雨量传感器工作原理及故障分析

自动气象站雨量传感器工作原理及故障分析 发表时间：2019-01-24T14:02:05.407Z 来源：《科技研究》2018年11期作者：王彩凡 [导读] 对雨量传感器的运行故障进行分析探讨，最后还给出了一些雨量传感器的日常维护建议，以供同行参考。 （白银市气象局甘肃白银 730900） 摘要：本文主要根据白银市气象局新型自动气象站运行实际，首先阐述了自动气象站雨量传感器工作原理，对雨量传感器的运行故障进行分析探讨，最后还给出了一些雨量传感器的日常维护建议，以供同行参考。 关键词：雨量传感器；工作原理；故障；日常维护 引言 近年来，随着社会经济的不断发展，各级气象部门均开始广泛使用新型自动气象站。白银市气象局自新型自动气象站运行以来，整个气象观测业务基本上实现了智能化、自动化操作，所取得的气象观测数据也更加精准化以及系统化，同时大大提升了新型自动站地面气象测报业务效率。但是，新型自动气象站在长期运行中，有些测报仪器也会因为各种因素的影响而出现故障问题，从而对地面气象观测工作的顺利开展造成不利影响。雨量传感器作为新型自动气象站不可或缺的部分，该仪器主要对降水量进行测量，同时监测雨强的变化情况，雨量传感器观测数据在天气预报、人工影响天气、防汛抗灾等业务中发起到至关重要的作用。本文主要对自动气象站雨量传感器工作原理及故障进行分析探讨，以确保雨量传感器能够可始终正常运行，提升雨量观测数据的准确性和完整性。 1.雨量传感器工作原理 当前，大部分新型自动站的雨量传感器主要使用翻斗式雨量仪器进行测报业务。翻斗式雨量传感器主要各类部件共同构成：承水器、上翻斗、汇集翻斗、计数翻斗、干簧管、计量翻斗等一些部件。通常，承水器所收集的雨水会借助于漏斗至上翻斗，假如雨量达到一定量的时候，则水自身重力会致使上翻斗发生转动现象，流入汇集翻斗，在进入计数翻斗的时候，强度不同的雨水量或均匀配置。假如计量翻斗内的雨量是0.1mm,那么计数翻斗会转动1次，并且这个时候干簧管往往会进行一次扫描，而干簧管的接点会在磁化的作用下出现1次短暂关闭的情况。雨量每至0.1mm,便会进行1次信号输送，采集器通常会对相应的降水量自动加以记录。 2.雨量传感器故障分析 2.1有降水天气出现但雨量记录不正常 在自动气象测报业务中，假如事实上有降水天气出现，但是传感器却无降水记录存在，这个时候需要第一时间对传感器进行认真检查。若降水量特别小，而传感器几乎没有任何记录，则极有可能是由于雨量传感器的计量精度仍然较差，亦或是集水装置有误差存在，应该对翻斗的灵活性进行逐渐增强；若降水量比较大，而雨量传感器数据记录显示仍然不正常，则应该对雨量传感器进行认真检查。观察其内部有无堵塞状况，并且及时对堵塞部位进行清理。通常比较容易出现堵塞的位置小水口和小漏斗处等，一旦这些地方出现堵塞，则可能会导致降水完全没有办法至翻转翻斗内，从而导致计量翻斗无法开展计量工作。还应该对翻斗性能进行认真检测，观察其是否存在形变，从而导致翻斗翻转缺乏稳定性，造成计数有异常现象，一旦检查发现有变形存在，应该及换新。假如雨量传感器内部未出现任何故障问题，那么便应该认真观察和雨量传感器进行连接的电缆电路、磁钢、信号系统以及干簧管等设备，观察其是否均可以保持正常运行状态，假如出现了故障，就需要及时维修维护或者换取新的仪器，确保雨量传感器能够稳定运行。 2.2无降水现象出现但传感器却有雨量记录显示 在降水测报业务中，有时候会出现实际无降水天气现象出现但是传感器却有雨量记录显示的故障，一般发生此类状况的主要原因涵盖下述几点：（1）人工对传感器进行调试造成的；（2）传感器紧固性较差导致的；（3）在对仪器进行清洁维护时，未充分进行干燥处理，残留的积水引起；（4）线路接触不良导致计数翻斗翻转比较自由。进而引起数据异常问题；（5）其它原因（大风、昆虫、树叶、沙尘、等）造成的。一般而言，针对无降水现象出现但传感器却有雨量记录显示的故障的处理方法是：将该时段所有的小时降水量以及分钟降水量都加以清除，并且需要在测报值班记录中作出相应备注。 2.3漏斗堵塞或固态降水边降边化异常 在气象台站雨量观测业务开展过程中，有时候会出现漏斗堵塞或者是固态降水边降边化的异常情况。假如气象台站记录的过程总量与备份站测量到的量的差值百分率同别的正常时间段相符，则应该按照正常情况进行处理。假如传感器记录到的降水量滞后严重或者明显偏小，那么该时段的分钟以及小时降水量均可以通过备份站传感器的记录加以代替；假如无备份站记录，那么所对应的降水天气现象出现过程中的小时降水量和分钟降水量均需要按缺测处理。 3.雨量传感器日常维护建议 3.1加强传感器的检查维护 工作人员应定期对雨量传感器进行检查维护，仔细查看雨量传感器的各个元器件是否存在灰尘、树叶等杂质，承水器内是否村子蜘蛛网或者虫渍等，翻斗内是否有泥沙残留，平时需要定期进行清理，需要强调的是在对翻斗进行清洁维护的时候，最好采取软毛刷将其表面的污渍清理干净，勿用手直接同翻斗以及漏斗的内壁进行接触，避免其因粘上污渍而对雨量的计量带来不良影响；为了防止灰尘杂质沾到了轴承上，禁止在轴承上添加油；在雨量较少时节或者无降水天气现象的时候，最好在雨量筒上添加1个盖，但需要记住一定要在出现降水天气之前将其打开。再者，每月应至少应查看1次翻斗与干簧管是否处于紧密相连的状态，还要保证干簧管性能的稳定性，促使器口不会出现变形；在检查传感器时若翻斗存在转动不灵活的问题，需要及时利用清水对轴承加以清洁或者更换新的仪器。恶劣天气应及时查看雨量传感器是否存在故障问题，季节转换时或者雷电、强降雨等强对流天气多发季节，应依据相关技术要求对传感器、电线、避雷装置等设备以及配套设施进行仔细查看，确保雨量传感器的可用性。 3.2注意仪器精密度的对比 在采用新雨量传感器的时候，工作人员通常需要严格对传感器的精密度作出比对，尤其是新雨量传感器刚刚启用时、使用一个月之后碰到的首次大雨时和冬季首次使用时需要特别注意。在进行对比时，若出现±4%以上的误差，那么应该第一时间检测雨量传感器，观察仪

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件：具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1．电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。 2．电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4．电阻应变式传感器的应用 （1）应变式力传感器 被测物理量：荷重或力 一

二 主要用途：作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等 （2）应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 （3）应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 （4）应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据：a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时， 电容量C 也随之变化。 d S C ε=

法雷奥雨量传感器

深圳法雷奥航盛开关探测系统有限公司 Mian WU 2007-09-21

系统结构说明 RLS 雨括马达 车灯 组合开关 Body Controller Wiper Module Steering Column Switch Module Gateway CAN (输入车速) LIN 或UART ?组合开关工作在自动模式时, 通过通迅总线通知传感器 ?传感器被激发, 根据雨量周期性向总线发送所要求雨刮状态(如间隔时间, 速度1, 速度2) 以及光线数据 ? 驾驶员可以调整雨量传感器的灵敏度, 通过总线传输给传感器

?传感器信号不仅指明风档玻璃上雨水数量, 而且指明环境光强弱及车前灯光强弱. 信号可用于控制车前雨刮马达和车前灯.?信号经过微处理器处理, 通过通迅总线发送. ?RLT 一般安装在倒视镜区域, 档风玻璃内侧. ? 组合了雨量传感器和光隧道传感器功能. 雨量光传感器 ?尺寸: ?34mm x 10mm x 56mm ?重量: approx. 12 g 特性: ?软性光学偶合元件 ?4 层PCB ?支架集成AMP 3pin 连接器 ?机械和电气接口Gen3.5与Gen3.0一 样

Lighting System ?隧道模式 ?在雨天情况下自动开低灯 ?在光照不足情况下自动开大灯 ?lighting in dark garages ?在山谷和森林中行驶自动开大灯 ?自动控制仪表盘灯光显示

Out Signal = Time System in imbalance 工作原理 Optic Coupling Material 湿玻璃 档风玻璃反射光接收器 A 组发射二极管 B 组发二极管 ? 任何雨滴降落在传感器敏感区域, 引起反射光不平衡, 结果产生某一时钟频率的电压信号, 输出数字脉冲. 脉冲周期反应雨滴尺寸，而脉冲个数反映雨滴个数

汽车感应雨刷技术可行性报告解读

汽车感应雨刷技术可行性报告

目录 一绪论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2 研究内容 (2) 二感应器选择 (3) 2.1 电容式雨刷感应器原理 (3) 2.2 光学式雨刷感应器原理 (3) 2.3 论证选择 (4) 三汽车感应雨刷系统设计 (5) 3.1 设计思路 (5) 3.2 传感器工作方式 (5) 3.3 系统构成及原理 (6) 3.4 系统工作过程 (7) 3.5 系统元器件选择 (8) 四实际中的应用 (10) 五设计总结及体会 (11) 六参考文献 (11)

一绪论 1.1 研究背景 汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一，现代汽车正从一种单纯的交通工具朝着满足人们需求和安全，节能，环保的方向发展。为了满足人们对汽车日益提高的要求，汽车研发及生产机构必然要将越来越多的电资产品映入到汽车上。据有关资料报道，在汽车上的电子元件的相关价值已经从20世纪70年代的零增长到2013年的中级汽车的73%左右，电子系统也成为了汽车革新的主要内容。 据统计，在全世界雨天行车有7%的事故是由于驾驶员手动操作雨刷引起的，采用雨水感应式智能雨刷控制系统使驾驶员免除手动操作雨刷的麻烦，有效地提高了雨天行车的安全性。国内外许多汽车厂商研制以雨水传感器为基础的汽车智能雨刷控制系统，来代替传统的机械结构的雨刷器。 在传统机械雨刷系统中,驾驶者手动控制雨刷器速度转换开关,通过改变雨刷器摆动速度, 以求快速清除附着在挡风玻璃上的雨水; 然而, 手动切换雨刷器转换开关, 必然影响行车注意力, 造成不必要的危险。如果开发出在汽车行驶中检测到雨滴后雨刷器就自动工作的智能雨刷系统，至少可以将现在的雨刷器减少了3个开关。这样，驾驶员就无需调节雨刷器设置来迅速停止刮片的运动或者得到更好的视角。当在湿路上驾驶时，驾驶者就无需动手来打开雨刷器，所以驾驶者就可以集中精力开车。为此，实现以下设想：下雨时（有雨水且落在汽车挡风玻璃上时），能自动开启汽车挡风玻璃下方的雨刷，雨越大，雨刷运动速度越快。这是相当有必要的。

雨量传感器

摘 要：为解决防洪中水位和降雨量人工监测存在的操作不安 全、数据不准确和实时性不强等问题，我们开发了单片机控制 的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用 了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可实现江河、湖泊与 水库水位及降雨量信息的自动采集和处理。 关键词：单片机 水位 降雨量 监测 1、前言 由于我国的水灾频频发生，因此必须监测江河、湖泊与水 库等的水位及这些区域的降雨量。这种监测不但可为预防水 灾、及时进行防汛决策提供大量可靠的数据和资料，同时还可为防洪抢险救灾和保护人民生命财产安全发挥重要作用。目前，国内许多水文站监测水位和降雨量仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量难准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确监测水位及降雨量，我们新近开发了一套单片机控制的水位与降雨量监测系统。该系统以单片机为控制核心，采用了较好的系统软件与硬件。利用该系统，可以实现江河、湖泊及水库等水位和该区域降雨量的有效监测。 2、系统功能 由于单片机控制水位与降雨量监测系统是用于江河、湖泊及水库水位和该区域降雨量的监测，因此这个系统应具有如下功能： 2、 1水位自动检测功能 该系统能自动检测江河、湖泊及水库等水位。水位检测范围为0-100M ，误差≤10MM 。 2、 2降雨量自动检测功能 该系统能自动检测江河、湖泊及水库等区域的降雨量。降雨量测量范围为0-500MM ，误差≤1MM 。 2、3自动报警、数据处理、显示及打印功能 当水位、降雨量达警戒线时，该系统能自动进行声、光报警。能自动记录水位及降雨量数据，并可利用自己的数据处理软件实时进行数据处理。能自动显示与打印指定时间段的水位、降雨量报表等。该系统的显示器件采用液晶显示屏。 2、 4通信功能 该系统通过RS232通信协议进行内部数据传送，它可与其他水文信息监测系统进行联网运行。 3、系统总体结构及工作原理 系统总体结构如图（1）所示。系统主要由数据采集器、数据传送器、数据处理部分等组成。该系统是一种单片机集散控制系统。图中的数据采集器主要担负水位和降雨量信息的采集任务，并将采集的信息实时传送数据传送器中。数据传送器接收信息后，无线发送信息至采集点主机，再由该主机进行分析和处理。由于采集点主机通过RS-232C 接口与Modem 相连，Modem 又接入公用电话网（PSTN ），因此该主机处理后的信息又可通过PSTN 以数据包的形式发送到数据处理中心。

【CN109884735A】一种基于多雨量传感器观测降水的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910240506.2 (22)申请日 2019.03.27 (71)申请人 山东省气象局大气探测技术保障中 心 地址 250013 山东省济南市天桥区无影山 路12号 (72)发明人 刘彬　于帅　李季　顾伟宗　黄磊　 涂爱琴　吴举秀　杨崇静　陈庆亮　 边文超　徐宝元　 (74)专利代理机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 赵玉凤 (51)Int.Cl. G01W 1/14(2006.01) (54)发明名称 一种基于多雨量传感器观测降水的方法 (57)摘要 本发明公开一种基于多雨量传感器观测降 水的方法，本方法采用多个雨量传感器检测降水 数据，并将多个雨量传感器的数据进行融合计 算，在融合之前，将单雨量传感器观测数据进行 一致性计算，去除可疑数据。采用多个雨量传感 器融合计算的方法避免了因单个雨量传感器故 障造成观测数据丢失的现象，增加了雨量观测的 连续行。本发明尤其适合在海岛站、高山站和偏 远地区气象站的雨量观测。综合而言，本方法可 以增加雨量观测数据的可信度，同时减少偏远地 区难维护保障自动气象站的维保次数。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 109884735 A 2019.06.14 C N 109884735 A

1.一种基于多雨量传感器观测降水的方法，其特征在于：包括以下步骤：S01）、采用多个雨量传感器观测降雨量，并将多个雨量传感器的观测数据传输至微处理器；S02）、微处理器分别对多个雨量传感器检测的数据进行1分钟加权计算，所述1分钟加权计算是指微处理器计时1分钟接收到雨量传感器产生方形脉冲的数量，并判断加权后的数据是否为1个有效数，所述有效数是指正整数，如果是进行步骤S03，如果否，进行步骤S05；S03）、判断6小时内1分钟加权数据是否出现除第一个雨量传感器产生的有效数外，又出现另外的雨量传感器产生的有效数，如果是进行步骤S04，如果否将第一个有效数剔除并清零；S04）、将第一个有效数和最新出现的有效数作为最近1分钟加权有效数；S05）、进行有效数一致性计算，数据输出，数据输出是模拟单雨量传感器产生的脉冲，数据为一致性计算的结果。 2.根据权利要求1所述的基于多雨量传感器观测降水的方法，其特征在于：微处理器同时对多个雨量传感器产生的脉冲数进行累加统计，当累加脉冲数大于100时进行一致性计算，若有剔除的数据，则进行故障报警，如果无，则将累加数清零并重新累加。 3.根据权利要求1或2所述的基于多雨量传感器观测降水的方法，其特征在于：一致性计算的过程为：设第一路雨量传感器产生的有效数为x1、第二路雨量传感器产生的有效数为x2、第i路雨量计采集到的分钟数据为xi，且x1、x2、…、xi均为正整数，已知x1、x2、xi，计算其均值u和方差σ，公式如下： u=（x1+x2+…+xi ） /i， ， 然后分别计算x1、x2、…、xi与u的差值的绝对值，若差值的绝对值大于标准差值1倍，则该数据滤掉，不参与到终值的平均值计算，滤掉一致性异常的数据后，剩下几个数据，就对这几个数据求均值，四舍五入取整，以此整数作为最终结果。 权　利　要　求　书1/1页2CN 109884735 A

雨水传感器在汽车上的应用

雨水传感器在汽车上的应用 现在，汽车中已经安装了越来越多的传感器以增加主动和被动安全性，一种具有极高的市场渗透性的传感器是雨水传感器，以增加舒适性和安全性。如果汽车有雨水传感器，驾驶者就无需调节雨刮器设置来迅速停止刮片的运动或者得到更好的视角。当在湿路上驾驶时，驾驶者就无需动手来打开雨刮器，所以驾驶者就可以集中精力开车。如果安装了附加的“辅助车灯开关”，车灯就会在昏暗超时的条件下打开，不会由于车灯一直开着而浪费燃料。目前大多数车型都采用的是单电机驱动的雨刮器系统。这套系统的优点不言而喻，采用连杆机构驱动2个雨刮，成本比较低。但雨刮的噪声和雨雪天气刮刷不净的现象还是时有发生。 一、雨水传感器工作原理： 大多数的雨水传感器使用的是光学系统，由光发射二极管（LED）、光接收二极管（LRD）、周围环境传感器、电控制单元（ECU）和几个镜头组成 雨水传感器光学原理 由LED发出的光以全反射角度在挡风玻璃的外表面反射，其角度必须在420（玻璃-空气）和630（玻璃-水）之间。如果在挡风玻璃上游说，一些光会双倍射出，且这会引起从LRD出来的电流减少，电流以电子来评测，从LED发出的光反射到LRD 的挡风玻璃区域被称之为传感器的“敏感区域”。仅仅当雨水滴到这个区域时，才可以被探测出来。为了由一个灵敏可靠的系统，挡风玻璃区域和灵敏区域之间必须要有一个较好的比例。 二、汽车雨刮系统 汽车挡风玻璃雨刮系统由雨传感器、雨刮器电动机、杆式开关、继电器和ECU 组成。雨水传感器安装在挡风玻璃上，在扫除区域探测雨水时，雨刮器以一种能使驾驶者总有个很好的视角进行运动。有两种不同的系统。

汽车雨刮系统 1、独立的雨水系统：在这种系统中，雨水传感器直接与雨刮器杆式开关、雨刮器电动机继电器和雨刮器电动机停止信号相连。 2、网络雨水传感器：在这种系统中，雨水传感器连接到总线上，它通过网络接收所有信息并且发送所有命令。 在驾驶者打开系统后，雨水传感器控制了所有的扫除行为，它将命令单个雨刮器以低速扫除或以高速扫除。因为每个驾驶者对雨刮系统如何反映由不同的期望，因此，灵敏度设置可以使系统满足驾驶者不同的需要。Bosch新推出的雨刮器电机可以不断变化速度进行连续扫除。 三、信号评测 1、发射器 发射器由模-数转换器（DAC）和电源组成。DAC的模拟电压控制决定了LED发射出的光的强度，一般情况下使用2~4个LED。发射器的电流调节非常重要，因为光转化的有效性是非常可变得且有一个温度梯度。一般地，在LED中，光以脉动方式发射以减少损耗和增加电流。使用宽范围的发射器电流的另一个原因是光通过挡风玻璃的发射没有很好的规范且有很大的公差范围。一般的挡风玻璃都有4~6mm厚且对垂直于表面的IR由特定的发射级别。不同的供应商的上下限时不同的。 2、接收器 接收器有几个LRD、电流-电压转换器、清除或低频偏移的过滤器、放大器和ADC 组成，它一般还包括微控制器。LRD有微控制器是由微控制器来控制着开和关。如果存在干扰光时，LRD会被关闭。发射的宽范围是使用可变的电流-电压转换来确保接收器系统的余下部分具有良好条件的原因。在转换以后，幸好被过滤。所有的DC 或低频干扰都会被去掉以获得纯粹的信号。干扰一般由周围环境的光引起，干扰的量有微控制器来测量以决定光路是令人满意，还是被阳光所饱和，且会给出一个信

雨量传感器

.FM-YLC雨量传感器 一、技术参数： .测量范围：0～4mm/min（可在<8mm/min条件下正常工作） .测量误差：±3%（测试雨强2mm/min） .分辨率：0.2mm .工作环境：-10～80℃相对湿度；<95%(40℃) .承水口径：φ200mm+0.6mm 外刃口角度45度 二、功能及特点： .精度高，稳定性好，.体积小，安装方便 .线性度好，传输距离长，抗干扰能力强 .漏斗处设计网孔，可以防止树叶等杂物阻塞雨量下流 .翻斗部件支承系统制造精良，摩阻力矩小，因而翻斗部件翻转灵敏，性能稳定，工作可靠 .仪器外壳用不锈钢制成，防锈能力强，外观质量佳 .承雨口采用不锈钢皮整体冲拉而成，光洁度高，滞水产生的误差小 .底盘内部设有水平调节泡，可以辅助底角将设备调整到最佳水平度 三、适用范围： .翻斗式雨量传感器是一种水文、气象仪器，用以测量自然界降雨量，同时将降雨量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出，以满足信息传输、处理、记录和显示等的需要。可用于气象台（站）、水文站、农林、国防、野外测报站等有关部门，配合我公司自主研发生产的雨量记录仪来测量降水量、降水强度、降水时间等。可为防洪、供水调度、电站水库水情管理提供原始数据。 四、工作原理： .承水口收集的雨水，经过上筒（漏斗），注入计量翻斗——翻斗是用工程塑料注射成型的用中间隔板分成两个等容积的三角斗室。它是一个机械双稳态结构，当一个斗室接水时，另一个斗室处于等待状态。当所接雨水容积达到预定值0.4mm时，由于重力作用使自己翻倒，处于等待状态，另一个斗室处于接水工作状态。当其接水量达到预定值时，又自己翻倒，处于等待状态。在翻斗侧壁上装有磁钢，它随翻斗翻动时从干式舌簧管旁扫描，使干式舌簧管通断。即翻斗每翻倒一次，干式舌簧管便接通一次送出一个开关信号（脉冲信号）。

传感器原理及应用习题答案(完整版)

2-4、现有栅长为3mm 和5mm 两种丝式应变计，其横向效应系数分别为5%和3%，欲用来测量泊松比μ=的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)。试问：应选用哪一种应变计为什么 答：应选用栅长为5mm 的应变计。由公式ρρ εμd R dR x + +=)21(和[]x m x K C R dR εεμμ=-++=)21()21(知应力大小是通过测量 应变片电阻的变化率来实现的。电阻的变化率主要由受力后金属丝几何尺寸变化所致部分（相对较大）加上电阻率随应变而变的部分（相对较小）。一般金属μ≈，因此(1+2μ)≈；后部分为电阻率随应变而变的部分。以康铜为例，C ≈1，C(1-2μ)≈，所以此时K0=Km ≈。显然，金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。从结构尺寸看，栅长为5mm 的丝式应变计比栅长为3mm 的应变计在相同力的作用下，引起的电阻变化大。 2-5、现选用丝栅长10mm 的应变计检测弹性模量E=2×1011N/m 2、密度ρ=cm 3的钢构件承受谐振力作用下的应变，要求测量精度不低于%。试确定构件的最大应变频率限。 答：机械应变波是以相同于声波的形式和速度在材料中传播的。当它依次通过一定厚度的基底、胶层(两者都很薄，可忽略不计)和栅长l 而 为应变计所响应时，就会有时间的迟后。应变计的这种响应迟后对动态(高频)应变测量，尤会产生误差。由][]e l v f e l l 66max max ππλ<= <或式中v 为声波在钢 构件中传播的速度； 又知道声波在该钢构件中的传播速度为： kg m m N E 336211108.710/102--????= = ρ ν; s m kg s m Kg /10585.18.7/8.91024228?=???=； 可算得kHz m s m e l v f 112%5.061010/10585.1||63 4max =???= = -π 。 2-6、为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件 现用一等强度梁：有效长l =150mm ，固支处宽b=18mm ，厚h=5mm ，弹性模量E=2×105N/mm 2，贴上4片等阻值、K=2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问： 1)悬臂梁上如何布片又如何接桥为什么 2)当输入电压为3V ，有输出电压为2mV 时的称重量为多少 答：当力F 作用在弹性臂梁自由端时，悬臂梁产生变形，在梁的上、下表面对称位置上应变大小相当，极性相反，若分别粘贴应变片R 1 、 R 4 和R 2 、R 3 ，并接成差动电桥，则电桥输出电压U o 与力F 成正比。等强度悬臂梁的应变E h b Fl x 206= ε不随应变片粘贴位置变化。 1）、悬臂梁上布片如图2-20a 所示。接桥方式如图2-20b 所示。这样当梁上受力时，R1、R4受拉伸力作用，阻值增大，R2、R3受压，阻值减小，使差动输出电压成倍变化。可提高灵敏度。 2）、当输入电压为3V ，有输出电压为2mV 时的称重量为： 计算如下： 由公式： o i i x i o U KlU E bh F E h b Fl K U K U U 66220=?==ε代入各参数算F =； 1牛顿=千克力；所以，F=。此处注意：F=m*g ；即力=质量*重力加速度；1N=1Kg*s 2.力的单位是牛顿（N ）和质量的单位是Kg ；所以称得的重量应该是。 ; 2-7、何谓压阻效应扩散硅压阻式传感器与贴片型电阻应变式传感器相比有什么优点，有什么缺点如何克服 答：“压阻效应”是指半导体材料（锗和硅）的电阻率随作用应力的变化而变化的现象。 优点是尺寸、横向效应、机械滞后都很小，灵敏系数极大，因而输出也大，可以不需放大器直接与记录仪器连接，使得测量系统简化。 缺点是电阻值和灵敏系数随温度稳定性差，测量较大应变时非线性严重；灵敏系数随受拉或压而变，且分散度大，一般在(3-5)%之间，因而使得测量结果有(±3-5)%的误差。 压阻式传感器广泛采用全等臂差动桥路来提高输出灵敏度，又部分地消除阻值随温度而变化的影响。 2-8 、一应变片的电阻R=120Ω，k=，用作应变片为800μm/m 的传感元件。

光线雨水传感器

光线雨水传感器 【篇一：光线感应器及其应用举例】 光线感应器及其应用举例 摘要随着科技的发展及人们的节能意识的提高,环境光线感应器被广 泛地用于许多lcd显示中,从消费电子到汽车应用,几乎随处可见光线 感应器的身影。这种感应器可以根据环境的光线自动调节显示器亮度,以达到帮助节约设备电池电量的功能。 关键词光线感应器;应用举例 1 光线感应器概述 ago)、capella、欧司朗(osram)和vishay等。 2als应用实例 1)有些厂商推出的环境光线感应器能够同时面向移动产品和汽车应用。例如,amisemiconductor(amis)为电子显示器和汽车应用推出 了环境光线传感器amis-74980x。该传感器模拟人眼,提供均衡于环 境光线的输出,可使显示控制器调节亮度和对比度。不仅能帮助减缓 高亮度和反光带来的眼睛疲劳,还能控制能量消耗,最大程度地减少移 动设备上的电池充电或更换次数。 amis-74980x是一种模拟/数字输出器件,它能够在3.0伏到3.6伏 的电源电压范围、10~100khz工作频率以及0℃到70℃的温度范围 内具有优良的性能。它们在各种光源下均运行良好,包括自然光、荧光、传统白炽灯和卤素灯。此外,它们还有一个重要特点就是其暗电 流非常低,这使显示控制器能够在低亮度环境下调节显示器亮度。该 系列传感器还提供多种输出选择、编程能力和低功耗。 amis-74980x环境光线传感器使用该该公司专有的cmos图像传感 技术,对有发光显示器的设备来说更具设计灵活性也更为经济。对于 移动电话、pda、手持式显示器、lcd监视器、便携式dvd播放器、 笔记本电脑、大型液晶显示器和mp3播放器,环境光线传感器都是经 济实惠的理想解决方案。还非常适用于汽车应用中的车内影音系统、gps显示器、前照灯、后视镜和仪表板。 2)欧司朗(osramoptosemiconductorsinc.)推出了据称是第一种用 于移动产品的环境光传感器,可精确符合或者模拟人眼灵敏度曲线,使 得移动产品的显示器及其亮度水平可做出更为精确的调整。该公司 通过利用一种新型材料系统代替传 【篇二：你不知道的六大传感器】

传感器原理及应用

《传感器原理及应用》讨论课报告书 电感式传感器的基本原理及典型应用 学院：机械工程学院 班级：13-1机械电子工程（卓越） 组员：李响夏中岩张轩赫 贡献率：李响资料查询，整理40% 夏中岩资料整理，编辑30% 张轩赫PPT设计编写30% 指导教师：边辉 完成日期：2016.05

目录 摘要............................................................................................................................... - 2 - 1 物料分拣系统简述................................................................................................... - 3 - 2 物料分拣系统中的传感器....................................................................................... - 3 - 2.1 电机起停控制传感器.................................................................................... - 3 - 2.1.1 漫反射光电接近开关......................................................................... - 3 - 2.1.2 电容式接近开关................................................................................. - 4 - 2.1.3 霍尔接近开关..................................................................................... - 4 - 2.1.4 电感式接近开关................................................................................. - 4 - 2.1.5传感器应用比较.................................................................................. - 4 - 2.2 物料计数用传感器........................................................................................ - 5 - 2.2.1 对射型红外光电开关......................................................................... - 5 - 2.2.2 电涡流式传感器................................................................................. - 5 - 2.2.3 霍尔传感器......................................................................................... - 6 - 2.3 测速及定位传感器........................................................................................ - 6 - 2.3.1 光电耦合器，码盘............................................................................. - 7 - 2.3.2 增量编码器......................................................................................... - 7 - 2.3.3 传感器功能对比................................................................................. - 7 - 2.4 物料分类传感器............................................................................................ - 7 - 2.4.1色标传感器.......................................................................................... - 8 - 2.5 固态继电器.................................................................................................... - 8 - 3 传感器前景展望....................................................................................................... - 9 - 3.1 传感器在科技发展中的重要性.................................................................... - 9 - 3.2 先进传感器的发展趋势................................................................................ - 9 - 4 反思与收获............................................................................................................... - 9 -参考文献..................................................................................................................... - 10 -

基于车载摄像机的雨量传感器算法研究

第31卷 第6期 2017年11月 湖　南　工　业　大　学　学　报Journal of Hunan University of Technology V ol.31 No.6 Nov. 2017 doi:10.3969/j.issn.1673-9833.2017.06.007 收稿日期：2017-05-16 作者简介：张 禹（1991-），男，浙江嘉兴人，湖南工业大学硕士生，主要研究方向为汽车电子与图像处理， E-mail ：875195798@https://www.wendangku.net/doc/1511316596.html, 基于车载摄像机的雨量传感器算法研究 张 禹，龙永红 （湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007） 摘　要：基于具有通用性的成像条件而设计的视觉型汽车雨量传感器能够与其他视觉型汽车先进驾驶辅助 系统（ADAS ）共用车载摄像头，提高其便利性和经济性。因此，针对目前通用成像条件设计的汽车雨量传感器在背景较为复杂的情况下会出现较多误检、检测性能不够理想、运算速度较慢等问题，以梯度算子为基础，研究了一种在通用成像条件下，通过模糊化背景以及亮暗分区处理方法检测雨滴的视觉型汽车雨量传感器算法。通过与相关文献给出的算法进行雨滴检测算法效果对比，所得结果表明，相比传统方法，所提出的方法能有效降低雨滴检测的误检率和漏检率，并能有效提高图像处理速度。 关键词：雨滴；雨量传感器；车载摄像机；模糊背景 中图分类号：TP751.1 文献标志码：A 文章编号：1673-9833(2017)06-0037-06 Research on the Algorithm of Rain Sensors Based on Vehicle-Mounted Cameras ZHANG Yu ，LONG Yonghong （School of Electrical and Information Engineering ，Hunan University of Technology ，Zhuzhou Hunan 412007，China ） Abstract ：Based on general imaging conditions, the designed visual vehicle rain sensor can share the on-board camera with other visual vehicle advanced driver assistance system (ADAS) to improve its convenience and economy. In view of the such ?aws as false detection, poor detection performance and slow operation speed exhibited by currently used vehicle rain sensors, which are designed for the general imaging conditions, under complicated circumstances, a study has been carried out under general imaging conditions on a visual vehicle rain sensor algorithm for detecting raindrops under blurred background and bright dark partition based on the gradient operator. A comparison has been made between the detection algorithm and other algorithms given in other relative references and research and the results show that, compared with the traditional method, this method effectively reduces the raindrop detection and false detection rate and false negative rate, and effectively improve the speed of image processing. Keywords ：raindrop ；rain sensor ；on-board camera ；blurry background 1 研究背景 雨刮器是保证下雨等不良天气中行车安全的重要部件。自动雨刮器能够针对周围环境的变化自动运行，进一步提高了驾驶的安全性和便利性，是现今汽车先进驾驶辅助系统（advanced driver assistant system ，ADAS ）的重要应用之一。雨量传感器是自动雨刮器的核心部件，被用于感测挡风玻璃上的雨滴。目前，应用较为广泛的雨量传感器是红外雨量传感器，此类传感器主要由红外发射端和红外接收端组成，其工作原理如图1所示。

自动站雨量传感器常见故障现象分析与处理

摘要：通过分析自动气象站常见故障产生的原因，提出在工作中的正确处理方法。 关键词：雨量传感器故障分析处理 1、引言 目前，克拉玛依市自动站大部分都分布在沙漠腹地，自动站雨量传感器长期在野外使用，因其特殊结构而使其更容易受环境污染造成各种故障，轻者使降水记录比实际滞后，严重的造成降水记录缺测。依据克拉玛依市自动气象站多年来的运行情况，发现降水记录的准确性和完整性，很大程度上取决于雨量传感器的运行状态。本文以SL3-1型雨量传感器为例，就雨量传感器常见故障进行分析与探讨一些常用处理方法。 2、工作原理 SL3-1型雨量传感器由集水器、漏斗、过滤网、计数翻斗、调节螺丝、磁钢、电路板、传输电缆等组成。测量过程中，降水由集水器汇集，通过过滤网过滤，经小漏斗流入计数翻斗内，当翻斗承积的水量达到一定数量时翻斗翻动，另一半翻斗开始装水，通过翻斗翻动带动磁钢移动，磁钢经过电路板上的干簧管时，使干簧管接点因磁化而闭合，送出一个电路导通脉冲，相当于0.1mm降雨量，离开时干簧管又断开。这样周而复始对降水进行计数。 3、故障现象分析与处理 3.1 有降水时降水无记录 这种现象常见故障主要有集水器堵塞水流下不去、小漏斗堵塞、磁钢失效、干簧管损坏、翻斗不翻、通讯线路接触不良或中断。 处理方法：首先检查集水器中有无积水，如有则先取下过滤网进行清洗，用细铁丝疏通漏水孔；无积水，则应检查传感器的数据线有没有因清洗仪器时没接上或是没有连接到位；如果正常，则取下集水器，检查小斗有无积水，如有则同上取下过滤网清洗，用铁丝疏通漏水孔；无则检查漏斗内是否有水，如有水则用手轻轻翻动翻斗，检查翻斗是否翻动灵活，看是否有记录，如有记录且翻动次数与记录一次，则说明正常。如翻斗翻动不灵活，则取下漏斗，检查刀口是否变形，如有变形则更换，再检查V形槽是否有异物，如有则用清水清洗干净并擦干。检查V形槽是否变形，如变形则更换。 以上检查无问题则继续检查。先检查电缆是否接插牢固，再检查电缆是否断路。具体方法是用万用表量取干簧管两脚是否有5伏特电压，如无电压，则检查电缆插头是否接触良好，再检查雨量传感器端电缆电压，如无再检查采集器降水通信口是否有电压，正常则说明电缆有问题，先检查接头是否接好，排除后检查电缆是否破损或断路。如有则说明正常。再检查磁钢与干簧管是否正常，先拔下电缆插头，用手捏住磁钢，使磁钢与干簧管对其，用万用表电阻档量取干簧管两脚，如接通说明是好的，再翻动翻斗看接通次数与翻动次数一致，如有漏接通，则调整磁钢位置反复测试直到正常。如仍无效，则更换磁钢也可以用一磁铁试一下，检查干簧管是否正常，即把磁铁在干簧管前来回移动，看干簧管接通是否正常，如不正常则更换。 3.2 降水记录滞后 这种现象主要由于集水器或小漏斗被堵塞，造成降水流入翻斗较慢，雨较大时甚至有积水现象，在降水停止后常见有降水记录出现。 处理方法：只要将雨量传感器清洗干净即可排除。清洗时漏斗小孔用细铁丝疏通。 3.3 降水记录与实际值相差较大 这种现象常见原因有集水器口不水平、翻斗滴水、干簧管漏动作、通讯线路接触不良、采集器接口旁电容损坏、翻斗翻动不灵活、计数翻斗杂质太多等。 处理方法：一般先检查雨量传感器是否水平，如有不平则调整。再检查集水器和漏斗是否堵塞，计数翻斗是否沉积杂质，如有可用中性洗涤剂清洗，或用毛刷刷洗干净。接着检查