气象仪原理_气相色谱仪原理

1.多温雨数据采集原理

2.写晴雨表的好处和作用

3.地面气象观测仪器的温度测量仪器

4.雨量器的工作原理

5.气象仪器的气压观测仪器

公元132年，我国东汉时张衡就发明了世界最早的风向仪——相风铜鸟。这是在空旷的大地上树一根五丈高的杆子，杆子装一只可灵活转动的铜鸟，根据铜鸟转动方向便可确定风向了。在古代人们预报天气，主要是依据经验进行判断，准确率很低。 随着科技的发展，有了越来越多的气象仪器，设立了遍布各地的气象站，现在的天气预报不再是经验型的。而是靠根据风云一号气象卫星发回的云图和各地气象台站测得的温度、气压、风向、风速等数据绘出的气象图，在经有关资料、经验判断后得出的。这样的预报以前一直是靠人工进行的，这种办法即慢，又不十分准确。难怪有人说：天气预报，仅供参考，不可不信，不可全信。 要想准确预报天气，必须把上面得到的数据列出几百阶乃至更高阶的线性方程组。若靠人工求解则需几百人用几个星期的时间内才能完成。这时已不是天气预报了，已经变成了天气报告了。现在有了电子计算机，这一工作已由计算机来担任了。只要几分钟时间就可完成任务了。 每天中央电视台的天气预报就是由国家气象局利用两台大型计算机计算后得到的

多温雨数据采集原理

风向标是测定风的方向的科学仪器。

一、作用和原理：

风向标的主要作用是指示风的吹向，帮助人们了解风的方向。它的工作原理基于风的作用力。风向标通常由一个轴或支架和一个指示风向的指针组成。指针会随着风的方向而移动，指示出风的来向。

风向标的指针通常是相对于一个固定的参考方向，例如地理北方或罗盘的方向。当风吹来时，风的作用力会使指针指向风的方向，从而显示出风的来向。

二、风向标的种类：

经典风向标： 经典风向标通常由一个竖直的杆或轴上安装一个指针，指针可以360度旋转，以指示风的方向。这种类型的风向标常见于气象站和航海领域。

翼型风向标： 翼型风向标是一种通过空气动力学原理工作的风向标。它的形状类似于一个小飞机的机翼，当风吹来时，空气的流动会使得翼型风向标旋转，并指向风的方向。这种风向标通常用于航空领域。

气象风向标： 气象风向标是专门设计用于气象测量的风向标。它们通常与其他气象仪器一起使用，以监测和记录风速和风向的数据。

航海风向标： 航海风向标用于船舶和航海导航。它们通常较大，以便在海上远距离可见，并且设计成能够经受恶劣的海洋环境。

三、应用领域：

风向标在多个领域中都有广泛的应用：

气象学： 气象站使用风向标来监测和记录风的方向，以便制定天气预报和分析气象数据。风向是气象学中的重要参数之一。

航海和航空： 船舶和飞机上配备有风向标，以帮助导航和确定飞行或航行方向。船舶和飞机需要准确了解风的方向，以保持航线的稳定性。

环境监测： 在环境监测领域，风向标用于测量和记录大气中的风向，这对于分析和控制空气污染以及保护环境至关重要。

农业和农业气象学： 农民使用风向标来了解风对农作物和农场的影响。风向标也有助于农业气象学家研究气象条件对农作物的影响。

户外活动和： 风向标在户外活动中经常用于确定风的方向，如帆船、滑翔伞、风筝飞行和高尔夫等。

写晴雨表的好处和作用

多温雨数据采集原理是通过使用多个温度和湿度传感器来实时监测和记录环境中的温度和降雨情况。这些传感器通常安装在不同的位置和高度，以获得更全面和准确的数据。

原因是由于环境中的温度和降雨情况可能在不同的地点和高度存在差异，只依靠单个传感器无法全面反映整个区域的情况。通过使用多个传感器，可以同时监测多个位置的温度和降雨情况，从而提供更全面的数据。

此外，多温雨数据采集还可以通过传感器之间的相互校准和数据比对，提高数据的准确性和可靠性。传感器之间的校准可以消除传感器之间的偏差，确保数据的一致性。同时，通过对多个传感器的数据进行比对和分析，可以检测和排除异常数据，提高数据的可信度。

拓展内容：除了多温雨数据采集，还可以使用其他类型的传感器进行多参数数据采集，例如气压、风速、光照等。综合利用多个传感器的数据，可以更全面地了解和分析环境的变化，为气象、农业、城市规划等领域提供重要的数据支持。此外，随着物联网技术的发展，多温雨数据采集可以与云平台相结合，实现远程监测和数据共享，为决策和应用提供更便捷和高效的手段。

地面气象观测仪器的温度测量仪器

可以通过材料的变化来预测天气，便于人们合理安排出行和生活。

晴雨表是一种利用自然材料对湿度的敏感性，预测天气的装置。其制作原理基于物质的膨胀和收缩，在不同的湿度条件下会发生变化。晴雨表能够简单快捷地通过颜色、形状等变化来预测天气，便于人们在出门前了解当天的天气情况，为出行和生活做好准备。同时，晴雨表也具有一定的观赏价值，可以作为装饰品摆放在家中或办公室中，增添生活情趣。

晴雨表最初起源于中国古代，作为传统气象仪器之一，具有悠久的历史和文化背景。现代的晴雨表则更多地应用于居家生活中，以及户外旅游、野营等场合。

雨量器的工作原理

常用的有玻璃温度表、双金属片温度计、金属电阻温度表和热敏电阻温度表等。

玻璃温度表

利用测温液体在玻璃毛细管中热胀冷缩的特性制成，常用的液体有水银和酒精两种。通常使用的有：干湿球温度表、 最高温度表、 最低温度表和1887年德国R.阿斯曼创制的阿斯曼干湿表。最高温度表的结构与体温表类似，在接近球部处设有一玻璃针，使毛细管变狭。当温度上升时，球部水银膨胀，挤过狭管而上升；温度下降时、狭管处的摩擦力阻止水银柱下降，因此可测得最高温度。最低温度表，一般用酒精作测温液，在毛细管内设一游标，温度下降时液面的表面张力带动游标下降，而温度上升时，管壁的摩擦力使游标停而不动，因而可测得最低温度。

双金属片温度计

是自动连续记录气温变化的仪器。感应元件由膨胀系数相差较大而弹性模量相近的两块金属片（常用的有殷钢和无磁钢）焊接而成。这种双金属片随温度的变形率接近线性，所以可用来测温。自记系统由同感应元件相联的自记笔和旋转的自记钟构成。

金属电阻温度表

利用金属电阻随温度变化的原则制成的温度表。常用的金属丝有铂、镍和铜三种，阻值在几十欧到一百欧之间。其中铂电阻丝的稳定性最好，可用它制作标准温度表。电阻温度表可以用于遥测。

热敏电阻温度表

其感应元件由几种金属氧化物混合焙烧而成。可为棒状、球状或片状。其阻值可达几十千欧，电阻的温度系数大，仪器的灵敏度

高于金属电阻温度表，被广泛应用于遥测。热敏电阻的外表必须绝缘，防止在高湿时漏电。

温差电偶温度表

利用温差电现象制成。温差电现象是指在两种不同导体所组成的封闭回路中，若导线连接处的温度不同就会产生电流的一种现象。温差电偶温度表由于构造简单，分度便利，常用于梯度观测及空气、土壤和水温的测定。目前在日射仪器及小气候观测中也被广泛应用。

石英晶体温度表

选择石英晶体某种切片平面的方向，使石英晶体薄片具有振荡频率和温度成线性关系的特性，用这种切型的石英晶体作为测温元件制成的温度表。它的优点是：可以直接数字输出，有较高的分辨率（可达10-3℃）。　测量大气温度时，感应元件需遮蔽，以防止各种形式辐射的影响，如百叶箱和阿斯曼干湿表外管等。同时，防辐射设备必须保持良好的通风，尽量减小对自然状况的干扰。

气压测量仪器

常用的有水银气压表和空盒气压表两种。

水银气压表将一支一端封闭的玻璃管抽成真空，注满水银，再将开口一端插入水银槽中，以水银槽平面到管内水银柱顶的高度来测量大气压力。水银柱高度必须以温度为0℃、重力加速度为9.80665米/秒2的情况下所具有的高度为标准。当测量气压时，温度和重力加速度与上述情况不符，则必须对由此引起的偏差加以订正。1810年，法国J.福丁发明福丁式水银气压表，气压表的玻璃管外配有测量水银柱高度的铜管标尺。水银气压表测量精度较高，性能稳定，常作为标准气压表。

空盒气压表

由扁平的金属膜片空盒组构成，盒内的气压较低。利用弹性应力与大气压力相平衡的原理，以它形变的位移测定气压。其优点是便于携带和安装。但由于金属膜片的弹性系数随温度变化，须采取温度补偿措施；空盒形变存在弹性滞后，在一定的气压范围内，升压和降压的形变曲线不重合。上述两个因素使空盒气压表的测量精度低于水银气压表。空盒气压计应用空盒气压表的原理制成，它是一种能自动记录的气压表。

微压计

是一种较敏感的气压计，它能觉察出比0.05百帕还小得多的气压变化。自记钟的走纸速度约1～2小时转一周。微压计的空盒开口，盒内空气始终与外界大气相通。整个空盒组装在一个可密封的金属圆筒内，观测的起始时刻，打开金属圆筒的截门，使空盒内外的气压相等，气压计指零（或满刻度），然后关上截门，此后，仪器的指示值表示为各时刻的气压同初始值之差。它是一种研究短时间气压细化的仪器。

气象仪器的气压观测仪器

计量装置有两种方式(也就是两种工作原理)，自计式用10mm虹吸容器带记录笔配合时钟转动自计雨量纸记录降雨时段及雨量，24小时一换纸；现先进的采用翻斗式计量器配合脉冲电流感应记录各时段及雨量段的计量，使用太阳能作为动力，无线的加装发送短信装置(相当于手机)，有线的实现了与电脑联接的全自动化。

雨量器是用来收集降水的专用器具，并通过与之配套的雨量量筒，用来测定以毫米为单位的降水量。适用于气象台（站）、水文站、环保、防汛排涝以及农、林等有关部门用来测量降水量。雨量器为传统产品，承水口使用铸铜件，筒身使用不锈钢板锡焊成型。

扩展资料：

雨量器，整体结构采用园桶金属件无锈迹、内壁应圆滑、呈正圆形，承水器刃口不得有毛刺或碰伤等缺陷，造型美观大方、耐候性好，使用寿命更长。雨量器有带漏斗和不带漏斗的两种。

一般为直径20厘米的圆筒，为保持筒口的形状和面积，筒质必须坚硬。为防止雨水溅入，筒口呈内直外斜的刀刃形。适用于气象台（站）、水文站、环保、防汛排涝以及农、林等有关部门用来测量降水量。雨量器为传统产品，承水口使用铸铜件，筒身使用不锈钢板锡焊成型。

其他计量雨量的装置：雨量计。雨量计的种类很多，常见的有虹吸式雨量计、称重式雨量计、翻斗式雨量计等等。

1、虹吸式雨量计

虹吸式雨量计能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。虹吸式雨量计由承水器、浮子室、自记钟和外壳所组成。雨水由最上端的承水口进入承水器，经下部的漏斗汇集，导至浮子室。

浮子室是由一个圆筒内装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔上升。自记钟固定在座板上，转筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在围绕在转筒上的记录纸上画出曲线。记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。

当雨量达到一定高度（比如10毫米）时，浮子室内水面上升到与浮子室连通的虹吸管处，导致虹吸开始，迅速将浮子室内的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，并再次开始雨水的流入而上升，如此往返持续记录降雨过程。

2、称重式雨量计

这种仪器可以连续记录接雨杯上的以及存储在其内的降水的重量。记录方式可以用机械发条装置或平衡锤系统，将全部降水量的重量如数记录下来，并能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。

百度百科-雨量器

气压乃静止时大气之压力。

在地面上，气压即单位面积气柱之垂直重量，亦即单位面积所受力之大小（P=f/A）。气压之量测始于公元1643年，当时意大利人Evangeliste Torricelli氏深信空气有重量而量测之，因此发明水银气压计。 有关气压观测仪器之史料如下：

1643年：意大利人Evangeliste Torricelli 氏发明水银气压计。

1648年：法国人Pascal 氏观测气压与高度变化。

1810年：法国人Fortin 氏发明福丁式水银气压计。

法国巴黎Richard公司制成自记式。

1847年：意大利人Vidie 氏发明空盒气压计。

1877年：德国人A. Sprung氏发明史普龙式自记水银气压计。

气压仪器经多年之研究与改进，而有水银式气压计（Mercurial Barometer）、空盒或弹力式气压计（Aneroid or Elastic Barometer）、电阻式气压计（Resistance Barometer）、电容式气压计Capacitor's Barometer）及微压计（Micro Barograph）等。 气压观测仪器之简介如下：

(1)电阻式气压仪(Aneroid Resistance Barograph)

使用时间：民国六十至七十年代

用途：遥测大气压力用

构造及原理：

遥测电阻式气压仪之构造与空盒气压计相似，均以空盒受大气压力而产生物理量变化，唯将指针或记录笔尖改为可变电阻器之刷棒，在一可变电阻器之间，随气压变化而滑动，而使通过之电流或电压发生变化，再以变换器使其输出信号改变为气压数值，以数字显示或以类比信号记录。

(2)电容式气压仪(Capacitor Barometer)

使用时间：民国六十年代迄今

用途：遥测大气压力用

构造及原理：

其原理与圆筒振动式气压仪之类似，系利用大气压力挤压电容器而使其电流或电压改变的方法，而测得气压变化。此仪亦由感应器、变换器及显示或记录器构成。

(3)唧筒式水银气压计(Piston Mercury Barometer)

使用时间：自民国七十年代迄今

用途：校正大气压力量测仪器

构造及原理：

其构造及原理与福丁式水银气压计相同，即不同者在水银槽之构造，唧筒式气压计之水银槽上下端均以不锈钢封闭，水银槽顶端开一管口，连接橡皮管到压力槽，其压力随压力槽之变化而变化。

(4)山岳用福丁式水银气压计(Mountain Mercury Barometer)

使用时间：自设站迄今仍使用

用途：测量高山地区大气压力

构造及原理：

其构造及原理与一般平地用福丁式气压计相同，但其安装方式可用三脚架支撑。

(5)虹吸式水银气压计(Siphon Mercury Barometer)

使用时间：民国四十年至五十年代

用途：气压仪检定用

构造及原理：

用一端封闭，管径同样大小之玻璃管，由开口部抽取管内空气至真空后，填入水银而成。测定时除其开口部打开，大气压力由开口部挤压，使另一端水银柱上升，其上升高度随大气压力大小而异，读取上下二端水银柱顶之高度差，即得气压。开口部亦可连接于检定压力槽，作为槽内压力之标准，以检定其他气压测器。

(6)圆筒振动式气压仪(Thin-walled Resonator Barometer)

使用时间：民国七十年代迄今

用途：遥测大气压力用

构造及原理：

圆筒振动式气压仪系由先端密闭薄膜圆筒之共振频率数之压力变化，以测空气压之仪器，其构造系由感应器、变换器，计算器及显示器等构成。感应器之构造为将薄膜圆筒共振器之外侧抽成真空，内侧则加压力，因此圆筒之共振频率即发生变化，测出其共振频率即可求得气压值。圆筒共振器之一端附有四片转换器，二片为驱动用，另二片则为侦测用，以侦测共振频率，并以此二组共振频率控制温度变化所造成之误差。

(7)史普龙式水银气压仪(Sprung 's Mercury Barometer)

使用时间：自设站起至民国六十年代

用途：自动记录大气压力

构造及原理：

此仪由Moreland氏在1670年发明，德国人A. Sprung氏加以改良。此种仪器之测压原理为气压计水银管下端插入水银槽之水银中，但并不固定，水银管之上端密闭真空，上有一吊环，悬挂在天秤一端之挂钩上，使之自然垂下，保持垂直。气压经水银槽中之水银以支持水银管中水银柱之高度另方面水银管顶之平面上也从外面接受气压之作用，但没有从管内而来之作用压力，因此水银管顶受气压压下之力以天秤他端之重量使之平衡，所以天秤随大气压力大小而移动，即可测得气压之变化。