STATIE AGROMETEOROLOGICA PENTRU EXPERIMENTE DE TEREN

Sistemul de achizitie de date incorporează placa de bază a unui frecventmetru digital multi-canal programabil, proiecat si experimentat de BITNET. Sistemul are o structura modulară, care permite integrarea cu eforturi minimale, a unui pachet de aplicatii conexe care presupun: tip si număr diferit de senzori atasati (în versiunea actuală, maxim 7), diverse pozitionări ale unor senzori în spatiu (de ex. măsurarea iradiantei solare a cerului sau reflectate de sol / vegetatie), programarea parametrilor sesiunilor de achizitie automată de date din teren.

DESCRIEREA SISTEMULUI DE MASURA

MUX - multiplexor, m C - microcontroler. Semnalele furnizate de senzori sunt convertite în frecvente aproximativ liniar dependente de parametri fizici corespunzători. Prin intermediul unui frecventmetru construit în jurul unui microcontroler, datele sunt calibrate, afisate, memorate si transmise la comandă, prin intermediul unei interfete seriale, la un notebook. Sistemul de măsură dispune de încă două canale libere pentru alte traductoare (de ex. viteza vântului si proprietăti electromagnetice ale vegetatiei).

MODULE COMPONENTE ALE SISTEMULUI DE ACHIZITIE DE DATE:

·          

SPECIFICATII TEHNICE

Domenii de măsură: 0 - 65 KHz (+,- 1 Hz); 0 - 1 MHz (+,- 1 %)

Intrari: 8 intrari digitale in frecventa

Output:comunicatie seriala RS232C si afisaj LCD

Memorie: 15.000 valori măsurate

Ceas de timp real: secunde, minute, ore, ziua, luna , an

Alimentare: 5 Vcc tensiune stabilizată

Dimensiuni: 140 x 85 x 16 [mm]

PACHETE SOFTWARE PRELIMINARE DEZVOLTATE PENTRU ACHIZITIA DATELOR DE LA SENZORI

Programul de achizitie, calibrare, memorare si afisare a datelor este realizat de BITNET si reprezintă programul care gestionează functionarea sistemului de achizitie de date. Se încarcă în EPROM.

Functiile sale constau în:

METODA DE CALIBRARE ON-LINE A DATELOR FURNIZATE DE TRADUCTORI

Fiecare dintre canalele de măsură ale statiei functionează pe următorul principiu: traductorul de pe canalul respectiv converteste, aproximativ linear, o mărime fizică în frecventă. Microcontrolerul unitătii centrale citeste valoarea frecventei si determină apoi, pe baza unor functii de calibrare aflate în memorie, valoarea corespunzătoare a mărimii fizice. Valoarea instantanee astfel calculată este memorată în RAM si afisată direct. Pentru N (programabil) de cicluri de citire a valorilor măsurate pe fiecare canal, se efectuează o medie aritmetică a lor iar datele medii astfel determinate sunt memorate, într-o matrice, care contine si data la care s-a facut inregistrarea.

Pentru fiecare canal, este necesară determinarea functiei de calibrare: frecventa traductorului functie de valoarea marimii fizice măsurate, pentru diverse temperaturi din domeniul de măsură.

Ridicarea unor familii de curbe de calibrare a canalelor necesită un volum de muncă semnificativ. De exemplu, doar pentru canalul de măsurare a umiditătii relative, ridicarea unei singure familii de curbe (functie de temperatură) în opt puncte de umiditate cunoscută, a necesitat 8 x 3 = 24 zile de măsurători continue (24 de ore non-stop), urmand apoi faza de prelucrare a datelor. Utilizarea a 3 zile de masurători pentru determinarea variatiilor în outputul canalului statiei la variatii ale temperaturii este justificată de faptul că procesele implicate în omogenizarea valorilor umiditătii relative în atmosferă sunt lente. Mici gradienti termici produc valori fluctuante ale umiditătii relative a atmosferei din jurul senzorului.

In actuala configuratie, sistemul de măsură utilizează următoarele familii de curbe de calibrare :

  1. CANAL TEMPERATURA > frecventa măsurată functie de temperatura cunoscută
  2. CANAL UMIDITATE RELATIVA > frecventa măsurată functie de umiditatea relativă cunoscută prin alte procedee si datele furnizate de canalul de temperatură calibrat
  3. CANAL PRESIUNE ATMOSFERICA > frecventa măsurată functie de presiunea atmosferică si temperatură
  4. CANALELE DE IRADINANTA SOLARA > calibrare hardware a derivei termice si familii de curbe frecventă functie de iradinta solară furnizate de producător.

Toate calibrările se fac pe perechea canal de măsură (care include deriva termică a electronicii) si traductor.

Senzorii integrati în traductoarele continute de sistemul de măsură sunt listati în Tabelul 1:

Tabelul 1.

Traductor

marime fizica / frecventa

Domeniu de masura

Domeniu de temperatura

Producatorul elementului sensibil incorporat

temperatura (aer / sol)

-30 grd. C..+125 grd.C

-30 grd.C..+ 125 grd.C

Bowthorpe

umiditatea relativa a aerului

10 % … 90 %

0 grd. C … 50 grd. C

Valvo

Iradianta solară

Banda largă

IR

300 – 1.100 nm

800 – 1.100 nm

-25 grd.C…+70 grd. C

Texas Instruments

presiune atmosferica

20 - 105 kPa

-40 grd. C..+125 grd.C

Motorola

TRADUCTORI