本文選題：云水含量 + 傳感器��； 參考：《南京信息工程大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：云中液態(tài)水含量在高空中的分布與天氣過程之間有著非常密切的聯(lián)系,準(zhǔn)確的進(jìn)行云水含量測量對于我國在氣象探測領(lǐng)域能力的提高具有重要的意義。近年來隨著對氣候變化研究的不斷深入,國內(nèi)外學(xué)者針對高空云水含量變化開展了大量的研究。氣象觀測中云水含量測量主要依靠傳統(tǒng)的測量方法,但是這些方法設(shè)計(jì)的傳感器存在功耗大、誤差大等問題。針對傳統(tǒng)云水含量傳感器測量誤差大、精度低、功耗大等問題,本文設(shè)計(jì)了一種探空儀搭載的云水含量傳感器。通過采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析方法對云水含量傳感器進(jìn)行仿真與數(shù)值計(jì)算,來驗(yàn)證該云水含量傳感器設(shè)計(jì)的可行性。該新型傳感器系統(tǒng)組成包括嵌入式處理系統(tǒng)、高精度信號(hào)檢測電路以及數(shù)據(jù)傳輸模塊。系統(tǒng)主要采用了STM32F103RBT6微控制器作為主控芯片,Ptl00作為測溫元件,采用RS232的通信協(xié)議來完成下位機(jī)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。采用模糊自適應(yīng)PID算法對傳感器表面探頭進(jìn)行溫度控制,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)了一種基于24位ADC的高精度測控電路,提高了系統(tǒng)的測量精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在云水含量值是1.0 g/11m3,環(huán)境風(fēng)速為5 m/s時(shí),傳感器所功耗的平均功率為1.63 W。與傳統(tǒng)熱線儀傳感器比較,這種新型云水含量傳感器具有精度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。
[Abstract]:The distribution of liquid water in the cloud is closely related to the weather process. It is of great significance to accurately measure the cloud water content in the field of meteorological detection in China. In recent years, with the deepening of the research on climate change, scholars at home and abroad have carried out a lot of research on the change of cloud water content. The measurement of cloud water content in meteorological observation mainly depends on the traditional measurement methods, but the sensor designed by these methods has the problems of large power consumption and large error. Aiming at the problems of large measurement error, low precision and large power consumption in traditional cloud water content sensor, a cloud water content sensor based on radiosonde is designed in this paper. In order to verify the feasibility of the design of cloud water content sensor, the computational fluid dynamics analysis method is used to simulate and calculate the cloud water content sensor. The new sensor system consists of embedded processing system, high-precision signal detection circuit and data transmission module. The system mainly adopts STM32F103RBT6 microcontroller as the main control chip Ptl00 as the temperature measuring element, and adopts the communication protocol of RS232 to complete the data communication between the lower computer and the host computer. The fuzzy adaptive PID algorithm is used to control the temperature of the sensor surface probe, which improves the stability of the system. A high precision measuring and controlling circuit based on 24 bit ADC is designed, which improves the measuring precision of the system. The experimental results show that the average power consumption of the sensor is 1.63 W when the cloud water content is 1.0 g / 11 m3 and the ambient wind speed is 5 m / s. Compared with the traditional hot-wire sensor, this new sensor has the advantages of high precision and low power consumption.
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1935736