引言
近年来，随着社会经济的快速发展，各级气象部门均开始广泛使用新型自动气象站。那曲市气象局自新型自动气象站运行以来，气象观测业务基本上实现了自动化操作，所获得的各类气象要素观测数据也更为完整、准确，同时大幅提高了新型自动站地面测报效率。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类因素的影响而发生一些故障问题，从而对地面气象测报工作质量产生不利影响。温湿度分采集系统作为新型自动气象站必不可少的部分，该系统主要对温度、湿度进行测量，观测数据在天气预报、农业气象服务、防灾减灾等业务中起到极其重要的作用。本文主要对新型自动气象站温湿度分采集系统工作原理及故障进行分析探讨，并给出了故障排除方法，以确新型自动气象站温湿度分采集系统能够可长期正常运行，提升温湿度观测数据的完整性以及准确性。
1.新型自动气象站温湿度分采集系统工作原理
温湿度分采集系统作为新型自动气象站不可或缺的部分，其主要由3部分构成，分别是温湿度分采温度传感器以及湿度传感器。
1.1温湿度分采集器工作原理
新型自动气象站温度、湿度的观测主要借助于温湿度分采来实现；温湿度分采同时对温度、湿度进行测量；温湿度分采集器和主采集器之间借助于CAN总线进行连接；温湿度分采集器供电主要由主机箱引出。
1.2温度传感器工作原理
通常新型自动气象站铂电阻温度传感器主要采取的感应元件为PT-100铂电阻，一般它的阻值会随着温度的变化而发生改变，结合测量出的电阻值，通过变换计算处理转变为温度示值。铂电阻值处于80~120Ω之间。当铂电阻值为100Ω的时候，温度为0℃，气温每上升1℃，电阻则增大0.385Ω。
1.3湿度传感器工作原理
湿度测量单元的一个十分重要的器件是湿敏电容，主要用来对环境湿度的变化进行感知。采取高分子薄膜电容当成湿敏电容。假如环境湿度发生变化，则湿敏电容的介电常数也会出现不同程度的变化，使得它的电容量也有所改变，它的电容变化量和相对湿度存在一定的比例关系。湿度信号输出是0~1V之间的电压信号，线性对应的相对湿度处于0%~100%之间。
2.故障分析以及排除方法
新型自动气象站的故障通常包括软件故障以及硬件故障。其中，软件故障主要表现在该要素的传感器未挂接，或者处于关闭状态；硬件故障主要有传感器故障、端子故障以及线路故障等。
2.1软件故障
①故障问题：新型自动气象站ISOS气象观测业务软件中该要素显示为"-"；新型自动气象站终端命令DMGD中该要素没有显示。②故障排除方法：通过对新型自动气象ISOS气象观测业务软件SMO进行检查，查看该要素是否挂接，若已经挂接则需要检查它的状态是否显示为停用的状态；亦或者是凭借终端命令SENST TO，假如回执为"0"，那么便表明已经关掉了温度传感器。这个时候测报人员需要在业务软件中的SMO参数设置中对该要素进行挂接，或者是把状态转变成启用；通过终端命令SENST将传感器打开，例如SENSTT01,开启温度传感器。
2.2硬件故障
假如新型自动气象站软件设置处于正常状态，而该要素显示为异常数据或者缺测,那么便可以说明属于硬件故障。
2.2.1CAN总线故障
①故障问题：温度、湿度缺测，一般需要判断是否时CAN总线发生了故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆②故障排除方法：工作人员可以先借助于20V电压档对CAN总线的供电电压进行测量，查看其是否是12V，否则在断电之后便需要采取万用表蜂鸣挡对相应的端子连接以及线路连接进行检测，查看其是否处于正常状态；通过万用表20V电压档对CAN总线H、L这两端的电压进行检测，假如不相等，那么便可以说明CAN总线这两端的线路存在故障问题；这个时候假如L端的电压高于H端电压，那么便意味着CAN总线H、L这两端连接反了，假如L端的电压比H端电压低，则意味着存在线路故障，那么这个时候在断电之后运用万用表蜂鸣档对线路的故障点逐次检测；借助于万用表电阻200Ω档对温湿度分采集器CAN总线的H端以及L端进行检测，若可以测量到200Ω电阻，则表示自主采集器至分采集器CAN的H、L线路均处于正常状态，反之，若无法测量到120Ω电阻，则意味着自主采集器至分采集器H、L线路存在故障问题，这个时候需要接着通过万用表蜂鸣档逐次对线路故障点进行检查，直至故障得到有效排除。
2.2.2温度故障
①故障问题：在新型自动气象站温湿度观测中，假如湿度没有异常，而温度缺测或者存在异常的问题。②故障排除方法：应对温度传感器所有线缆的连接情况进行查看，可通过万用表电阻档200Ω逐一对温度传感器的四根线缆进行测量，将发生短路的两根线作为一组（1与2或3与4）。借助于万用表对温度传感器1脚与3脚或2脚与4脚的电阻值分别进行测量，测量后将该数值记录为R1，该数值大都在110Ω左右，之后对1脚与3脚或2脚与4脚的电阻值进行测量，该电阻值记录为R2。实际上，R2的数值相对较小，将R1与R2相减可得出R的数值，之后结合公式T=(R-100)/0.385，将温度数值计算出来，并将计算的温度值与标准值进行对比，若两者存在较大的误差，则说明是温度传感器出现故障，应及时检修或者换新。反之则意味着温度传感器正常，可能是采集器通道故障或其他因素造成的故障，需要进一步分析，为防止漏判，应对两组短路数据分别进行测量，之后根据公式计算对应的数据进行分析判断，直至故障问题得到可靠解决。
2.2.3湿度故障
①故障问题：在新型自动气象站温湿度观测中，假如温度没有异常，而湿度缺测或者存在异常的问题。②故障排除方法：由于湿度传感器的精度较高，应定期进行保养和维护。若湿度传感器上无数据显示或者数据存在异常，通常先要通过万用表电压20V档对湿度传感器的供电电压进行测量，正常标准的电压为12V左右，否则就需要在断电的情况下采用万用表蜂鸣档对相应的端子、线路连接进行检查，查看其是否处于正常状态；
湿度传感器主要采用模拟信号输出，输出的电压值在0~1V之间，此时对应的湿度数值在0~100%之间，可利用万用表电压2V档对传感器输出端和大地间的电压值进行测量，检查测量值是否在0~1V之间，否则需要在断电的情况下检查相应的端子、线路连接，若端子、线路连接处于正常状态，那么就意味着湿敏电容存在故障问题，需要及时维修或者更换新的仪器。
3.结语
新型自动气象站在长时间不间断运行过程中，难免会消耗过大或者其他复杂因素的影响而导致运行故障问题。温湿度分采集系统作为新型自动气象站的必不可少的组成部分之一，其对于温度、湿度的观测发挥着特别重要的作用，但也时常会因为一些故障问题而对温度、
湿度观测数据的质量产生不良影响。因此，气象台站工作人员应强化新型自动气象站温湿度分采集系统各个仪器的工作原理的学习，不断规范自身操作行为，并且不断提高自身故障问题分析处理能力，尽可能降低错情率，确保温湿度观测数据的精准性和可靠性。
参考文献：
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[2]崔晨 .DZZ5 新型自动气象站常见故障及处理方法 [J]. 科技创业家，2014 （6）： 156.
论文作者:多布杰,卡卓
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签：故障论文; 温湿度论文; 湿度论文; 测量论文; 万用表论文; 自动气象站论文; 电压论文; 《中国西部科技》2019年第5期论文;