Приборы для определения температуры воздуха: Приборы для измерения температуры

Содержание

Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов).

Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.

Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.

Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света).

Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Измеритель температуры | PCE Instruments

Измерители температуры от компании PCE Instruments являются точными, переносными, карманными устройствами, которые идеально подходят для профессионального, промышленного, коммерческого и бытового использования. PCE Instruments предлагает широкий выбор точных, надежных измерителей температуры по доступной цене, от контактных измерителей температуры с зондами до бесконтактных измерителей температуры с использованием инфракрасной или лазерной технологии для измерения температуры на расстоянии.

Температура измеряется и регистрируется во многих секторах. Например, техники ОВКВ измеряют температуру для определения и решения проблем в системах отопления или охлаждения, в то время как специалисты по контролю качества в пищевой отрасли измеряют температуру для обеспечения надлежащего хранения и обработки мяса, производства сыра и замороженных продуктов. PCE Instruments предлагает различные измерители температуры с различными диапазонами температуры между -200°C и 1767°C, измерители температуры, которые определяют температуру в °C (Цельсий), °К (Кельвин) и °F (Фаренгейт) и водонепроницаемые измерители температуры. Кроме того, доступны термоэлементы и датчики типа K для различных измерителей температуры.

Все измерители температуры поставляются с заводской калибровкой, что обеспечивает точные измерения. Калибровка ISO, выполненная одной из наших высококлассных калибровочных лабораторий, доступна для большинства измерителей температуры за дополнительную плату.

Измеритель температуры является инструментом, используемым для измерения температуры людей или вещей. Самым распространенным измерителем температуры является ртутный термометр для измерения температуры людей. Эти термометры состоят из градуированного стеклянного капилляра с ртутью в одном конце. Тем не менее, существует много различных типов измерителей температуры, такие как цифровые термометры, которые выполняют контактные измерения температуры, или инфракрасные измерители температуры, которые выполняют бесконтактные измерения на расстоянии.

Если у вас возникли вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте [email protected].

Как измеряется температура воздуха? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

Для того чтобы снять показания температуры воздуха необходимо использовать обыкновенный или электронный терметр.

Однако, для того чтобы получить максимально точные результаты необходимо учесть некоторые важные детали их конструкции. Если не следовать строгим приписным истинам, то вероятнее всего вы измерите температуру близлежащих предметов, самого градусника, но никак не истинную температуру воздуха.

Для того чтобы получить более точные данные по температуре воздуха, как внутри, так и снаружи помещения можно использовать цифровые метеостанции. Кстати, эти современные приборы передают данные о влажности и атмосферном давлении воздуха.

Как измерять температуру?

При помощи спиртового градусника

Размещается на горизонтальной поверхности, примерно на расстоянии 1,6 -1,7 метра выше уровня пола. Устройство должно быть расположено на теплоизолирующем материале. При этом, в момент измерения температуры в помещении должны быть отключены все нагревательные приборы, в том числе нагреватели УФО. Ведь именно они нагревают все окружающие предметы направленным излучением. Так, при их воздействии может нагреться корпус устройства и существенно исказить показания.

Если Вы расположили градусник правильно, подождите еще 10 минут. Тепловая инерция такого градусника очень высокая, поэтому до считывания показаний придется немного подождать.

Учтите: погрешность спиртового термометра может составлять 3-4 градусы Цельсия.

Ртутные бытовые термометры

Для получения показаний термометр необходимо расположить так же, как и спиртовой измеритель температуры. При этом помните, что жидкостные баллоны измерителей температуры ни в коем случае не должны касаться каких-либо предметов.

В случае если необходимо измерить температуру воздуха снаружи, необходимо изначально открыть окно. Затем закрепить термометр на раму. Баллон термометра ни в коем случае не должен соприкасаться со стеклом. Термометр необходимо закрыть от прямого попадания солнечных лучей. Не рекомендуется устанавливать измеритель температура с южной стороны. Более того, расстояние от окна или стены до термометра не должно быть меньше одного метра.

Электронный термометр

При помощи данного современного устройства измерить температуру можно практически мгновенно. При этом на продажу представлено большое количество моделей термометров, которые подойдут каждому пользователю. Стоит помнить, что при измерении не стоит касаться датчика прибора, иначе он может выйти из строя.

Цифровая метеостанция

Если Вы всегда хотите получать точные температурные данные и не желаете заморачиваться по поводу тех или иных условий для измерения температуры – цифровая метеостанция, это именно то, что Вам нужно. Она с высокой точностью отображает данные о влажности воздуха, атмосферном давлении, температуре воздуха и даже предоставляет прогноз погоды. Домашняя метеостанция имеет также часы и календарь. В основе устройства имеются цифровые датчики, поэтому все данные предоставляются с каждым изменением температуры.

IV. Немеханическое оборудование, приборы для измерениятемпературы, влажности воздуха и органолептическогоопределения качества продовольствия

	Количество предметов, шт.		Срок эксплуатации (в годах)
	в месте хранения		Срок эксплуатации (в годах)
Держатель ножей магнитный
Стол производственный
	не менее 4 (с учетом товарного соседства)
	не менее 3 (с учетом товарного соседства)
Стеллаж или шкаф для хранения хлеба
Стол под колоду
Металлический шкаф для одежды		2 ячейки на сотрудника
Стойка или шкаф для уборочного инвентаря
			из нержавеющей стали — 3; из пластмассы или других полимерных материалов — 1

Емкость для сыпучих продуктов	1 для отдельного вида сыпучего продукта	1 для отдельного вида сыпучего продукта	из нержавеющей стали — 3; из дерева — 1; из пластмассы или других полимерных материалов — 1
	1 на холодильное оборудование	1 на холодильное оборудование
Мерная емкость			из нержавеющей стали — 3; из ударопрочного стекла — 2; из стекла — 1; из пластмассы или других полимерных материалов — 1
Совок для сыпучих продуктов	1 для отдельного вида сыпучего продукта	1 для отдельного вида сыпучего продукта	из нержавеющей стали — 3; из пластмассы или других полимерных материалов — 1



Анализатор влажности
Анализатор качества молока

Открыть полный текст документа

Прибор для измерения температуры воздуха 9 букв

Ответы на сканворды и кроссворды

Термометр

Прибор для измерения температуры воздуха 9 букв

НАЙТИ

термогигрометры и ☀ ☁ метеостанции

Введение:
★ Термометры

★ виды термометров

✔️ жидкостные термометры

✔️ механические термометры

★ Термометры-гигрометры

★ Психрометры

★ Метеостанции

★ Кухонные термометры

В этой статье мы расскажем какие виды термометров и гигрометров бывают, как они работают, познакомим с малознакомыми большинству измерителями влажности и температуры — психрометрами, современными метеостанциями, спиртометрами и приборами для измерения плотности жидкости (ареометрами).

Да, все мы знаем, что прибор для измерения температуры — это термометр, но многие до сих пор думают, что многие из них ртутные. Даже те, что являются обычными бытовыми(комнатные). И, разбив или повредив их, вы рискуете здоровьем.

Сразу предупредим ртутных термометров и ртутных градусников в нашем ассортименте нет — все термометры у нас безртутные(спиртовые). А если и появятся термометры(градусники) для измерения температуры тела, то это будут безопасные электронные или инфракрасные термометры.

Что делать, если вы разбили ртутный градусник, мы рассказываем в другой статье.

Термометры

Термометры условно можно разделить на несколько типов:

по видам применения и по температурному диапазону
- комнатные термометры — от 0°C до +50°C
- оконные термометры — от -70°C до +50°C
- водяные термометры — от 0°C до +50°C
- кухонные термометры — от 0°C до 300°C
- термометры для сауны от 0°C до +140°C
- термометр в холодильник или погреб -30°C до +50°C
- термометры для садоводов
жидкостные, механические и цифровые (электронные)
декоративные или сувенирные термометры

Жидкостные термометры

— это те, которые идут с колбой-капилляром внутри. В колбе находится жидкость, которая от нагрева расширяеся, а от холода — наоборот снижается в объеме.

Состав таких жидкостей чаще всего — это метилкарбитол (метиловый спирт — Ch4(OCh3Ch3)2OH), более известный «в народе» как «спиртовой раствор». Иногда в качестве наполнителя — керосин.
Оба наполнителя по сравнению с ртутью — условно безопасны.

Достоинства:

достаточно быстрая реакция на изменение температуры
разная степень точности: шаг измерения от 0,5°C до 2°C

Недостатки:

Стекло, из которого сделан термометр и его колба/капилляр, можно разбить при неаккуратном обращении

Примеры комнатных термометров:

Механические термометры

Это такие виды биметаллических термометров:

работают по принципу «упругой деформации»: в биметаллическом термометре есть 2 соединенных пластины с разным «коэффициентом линейного расширения», т. е. при изменении температуры в ту или иную сторону (+ или -) эта полоска металла изгибается и поворачивает откалиброванную стрелку на циферблате термометра
Есть термометры с пружиной из металла: тот же принцип — пружина под действием температуры расходится или наоборот сужается. Стрелка термометра от этого двигается по настроенной шкале.

Достоинства:

все те же, что у жидкостных термометров
прочный корпус: при легком падении не пострадает ни целостность, ни точность

Недостатки:

цена чуть дороже жидкостных

Термогигрометры и психрометры

— это просто «термометр + гигрометр» (измеритель относительной влажности воздуха) в одном приборе.

Как работает термометр уже описано выше — разницы никакой в данном случае нет, а вот гигрометр фиксирует относительную влажность.

Единственное, что важно помнить, что и бытовые гигрометры (что цифровые, что «аналоговые») идут с погрешностью ± 2-5% в оценке относительной влажности. И для бытовых целей часто более, чем достаточно. Точные данные по влажности даст только психрометр — о нём чуть ниже.

Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:

Для начала обратимся к нормам и СНИПам нормальным показателем относительной влажности в помещении считается от 45% до 60%

Превышение влажности или слишком сухой воздух — чем опасно?

при превышении 60-70%
в помещении могут развиваться плесень, грибки и следующие за ней простудные заболевания, аллергии и пр. А за ними и бронхиальная астма и туберкулёз. Особенно это важно для здоровья ребенка, и еще более важно для детей грудничкового возраста.
при показателях менее 30%
может негативно отразиться на состоянии кожи, глаз. Пересушенная из-за этого носоглотка и ротовая полость — причина возникновения заболеваний верхних дыхательных путей или активизация хронических (бронхиты, астмы, фарингиты).

Совет: Как сделать воздух более влажным?

Самый простой, но не всегда возможный — мокрое полотенце на разогретую радиаторную батарею. Но лучше для этого использовать специальные увлажнители воздуха

Психрометры

Измерение влажности воздуха в психрометре высчитывается по разнице между показателями двух термометров: сухого и влажного. Разумеется, тот, что влажный — погружен в небольшой колпачок с водой, которая испаряясь и регулирует показания «мокрого термометра».

Вот примеры популярных психрометров:

Как с ними работать, написано на странице самих психрометров. На самом деле — необходима легкая арифметика и найти в прилагаемой таблице нужные параметры: разница показаний мокрого и сухого термометров по прилагаемой температуре дает максимально точное значение относительной влажности воздуха.

Кому нужны психрометры:

тем, кто хочет точных показаний температуры и влажности
тем, кто увидел, что показатели его цифрового или другого «аналогового» гигрометра — «врут»
для контроля за выращиванием растений, чувствительных к влажности
для складов продуктов, мебели и пр. , где соблюдение режима влажности — гарантия сохранности продукции.
пригодится для детских садов и других учреждений, где есть принципиальная точность в соответсти ГОСТ и СНиП.

Метеостанции

Метеостанции — это домашний цифровой прибор для комплексных показателей по температуре, влажности. Часто в более продвинутых моделях есть еще часы, будильник и показатели атмосферного давления.

Есть также метеостанции, которые могут выдавать краткосрочный прогноз погоды и на индикаторе показывать историю показаний по одному из измерений: температура, влажность, давление.

Есть еще особенность: некоторыйе виды метеостанций, к которым можно подключать внешние датчики от 1 до 3-4-х дополнительно.

Например,
— один поставить в другой комнате (например, в детской),
— второй на улицу,
— а третий датчик уже встроен в саму метеостанцию. |

И наблюдать за 3-мя показаниями, чтобы вовремя одеться на улицу, включить увлажнитель воздуха в детской или наоборот осушитель воздуха в основной комнате.

Кухонные термометры

Это отдельная категория термометров для измерения или температуры мяса (или любого другого продукта), или для замера температуры духовки, или и для того и другого.

Для «термощупа», а именно так чаще всего предпочитают называть такие термометры, технологий проста — биметаллический элемент, который и является индикатором температуры. На некоторых моделях есть обозначенные виды приготавливаемого мяса: курица, свинья, корова, что часто облегчает понимание положенной температуры, какое мясо и когда будет готово:

🐮 +65…+72°С — готовность говядины
🐄 +76…+78°С — готовность телятины
🐏 +80…+82°С — готовность баранины
🐷 +84…+85°С — готовность свинины
🐔 +89…+90°С — готовность курицы

Понятие «температура воздуха» нуждается в некоторых пояснениях. В первую очередь речь идет о температуре воздуха у земной поверхности, под которой понимается температура, измеренная в метеорологической будке, причем резервуары термометров помещаются на высоте 2 м над поверхностью почвы. Только при специальных исследованиях состояния приземного слоя воздуха термометры помещаются на различных уровнях — более низких и более высоких. На судах термометры также могут помещаться на других уровнях.
Будка нужна для защиты термометра от прямой солнечной радиации, а также от эффективного излучения земной поверхности и окружающих предметов (зданий, деревьев). Только в таких условиях может произойти выравнивание температуры самого измерительного прибора — термометра — с температурой окружающего воздуха. Термометр, открытый для солнечной радиации, нагревается сильнее, чем окружающий воздух, поэтому температуру, которую он показывает, нельзя отождествлять с температурой воздуха. Выражение температура «на солнце» не имеет никакого отношения к истинной температуре воздуха, не имеет метеорологического значения и означает температуру резервуара, содержащего термометрическое тело.
Будку делают из дерева и окрашивают в белый цвет, чтобы она максимально отражала солнечные лучи и как можно меньше нагревалась. Будка должна обеспечивать и вентиляцию: мимо резервуаров термометров должен проходить воздух, не застаиваясь в будке. Для этого стенки будки делают в виде жалюзи, состоящих из отдельных планок. Планки расположены так, что лучи солнца не проникают в глубь будки, но воздух свободно циркулирует в ней. При прохождении воздуха между планками крупные турбулентные вихри дробятся и пульсации температуры внутри будки уменьшаются.
В экспедиционных условиях и при нестандартных наблюдениях вместо установок в будках применяют для измерения температуры (а также влажности) портативный прибор — аспирационный психрометр Ассмана.
Кроме срочных термометров, по которым отсчитывается температура воздуха в сроки наблюдений, применяются экстремальные термометры — максимальный и минимальный, показывающий наивысшую и наинизшую температуру за промежуток времени между двумя сроками наблюдений. Эти термометры также помещают в будку. При стандартных метеорологических наблюдениях применяют жидкостные термометры: для срочных наблюдений и для измерения максимальной температуры — ртутные, а для минимальной температуры — спиртовые. Спиртовой термометр применяют и для срочных наблюдений при температурах ниже точки замерзания ртути (-40^оС).
Для специальных измерений температуры на различных уровнях с последующей передачей показаний на расстояние применяются электрические термометры сопротивления и термоэлементы.
Для непрерывной регистрации изменений температуры применяют самопишущие приборы разной конструкции — термографы. Деформация приемной части прибора, зависящая от изменений температуры, передается на пишущую часть, которая оставляет след на ленте, укрепленной на вращающемся барабане.
Температуру в высоких слоях атмосферы измеряют при помощи автоматических приборов. В радиозондах зарегистрированные измерения передаются с помощью радиосигналов и принимаются приемной станцией на земной поверхности.
Температура воздуха испытывает постоянные микроколебания, периоды которых исчисляются секундами и минутами. Эти колебания связаны с турбулентным состоянием воздуха: мимо приемника термометра все время проходят то более теплые, то более холодные струйки воздуха. Исследование микроколебаний температуры интересно само по себе и в целях изучения атмосферной турбулентности. Для этого особенно удобны малоинерционные электрические термометры. Но для характеристики погоды и климата такие мелкие колебания температуры не имеют значения. Гораздо важнее знать общее, выровненное тепловое состояние воздуха, чем очень точно измеренное, но случайное значение температуры в тот или иной момент, которое через очень короткое время уже изменится. Поэтому термометры для стандартных метеорологических наблюдений обладают большой инерцией. Они сравнительно медленно выравнивают свою температуру с температурой окружающего воздуха и не реагируют на быстрые колебания последней.
На метеорологических станциях службы погоды отсчеты по термометрам делают с точностью до десятых долей градуса. Затем в метеорологических телеграммах эти значения температуры передаются в прогностические центры.

кн. «Метеорология и климатология» С.П.Хромов, М.А.Петросянц

Измерение температуры воздуха — быстро и точно

Измерение температуры воздуха — одно из наиболее частых приложений в широком спектре измерения температуры. Потому что люди, а также товары и продукты иногда очень чутко реагируют на слишком высокие или слишком низкие значения температуры.

Примеры мест, где используется устройство для измерения температуры воздуха, включают жилые и офисные здания, а также складские помещения для термочувствительных товаров.

Бестселлер: testo 925

h3>

Устройство для измерения температуры воздуха Testo предлагает следующие возможности.

Измеряйте температуру воздуха с помощью широкого набора датчиков для любых требований.
Особо прочная конструкция с интуитивно понятным управлением.
Калибровка и обслуживание из одних рук — с надежным качеством марки Testo.

Со стационарно установленными зондами h4>

Для быстрых измерений в аналогичных условиях.

С подключаемыми зондами

h4>

Для большей гибкости в измерениях и для использования в изменяющихся условиях.

Со смартфоном

h4>

Современное состояние — без кабеля, но с приложением: смарт-зонды Testo.
Профессиональные инструменты в компактном формате.

Температурные датчики

h3>

Обширный выбор практически для любого применения. Также возможны индивидуальные продукты.

Приложения для вашего нового измерителя температуры воздуха

Зонды для измерения температуры воздуха

Зонды воздуха особенно подходят для измерения температуры воздуха, например, в охлаждаемых прилавках, морозильных ларьках или системах кондиционирования (температура воздуха на выходе), в области вентиляции (вход / выход воздуха) или в метеорологической сфере.

Датчик температуры воздуха этих датчиков открыт и поэтому особенно легко доступен для воздушного потока.Оптимальный результат с помощью измерителя температуры воздуха достигается при перемещении зонда по воздуху со скоростью 2–3 м / с.

Физические предпосылки для температуры воздуха

Температура — это физическая величина, которая чаще всего измеряется с течением времени. Температура тела — это мера энергии подчиненного движения частиц, из которых оно состоит. Когда к этому телу подводится тепловая энергия, скорость его частиц увеличивается. В свою очередь, это приводит к повышению температуры тела.Если энергия отбирается у тела, скорость частиц замедляется, а температура падает.

Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Температура обычно указывается в Кельвинах (K), а для повседневного использования измеряется в градусах Цельсия (° C).

При 0 ° C и 273,15 K вода замерзает до льда, при 100 ° C и 373,15 K вода закипает
В США и некоторых других странах сегодня температура до сих пор измеряется в градусах Фаренгейта (° F)
По Фаренгейту По шкале точка льда (точка замерзания воды) определяется при 32 ° F, точка пара (точка кипения) при 212 ° F
Основной интервал между двумя точками составляет 180 ° F

Правильное измерение

Температуру воздуха лучше всего измерять на высоте около 2 м.При этом вы должны убедиться, что вы не проводите измерения в непосредственной близости от источников тепла или холода, поскольку они искажают результат. При измерениях вне закрытых помещений солнечное излучение является основным фактором, который необходимо учитывать.

Измеритель температуры воздуха с выходом в Интернет

Измерение температуры воздуха с помощью смартфона h4>

Смарт-зонды

Testo — это компактные профессиональные измерительные приборы для самых важных повседневных измерительных задач.У них нет дисплея, и они полностью управляются через приложение testo Smart Probes на вашем смартфоне. Модель testo 905i (термометр, управляемый смартфоном) идеально подходит для регистрации температуры окружающей среды.

Другие преимущества:

Быстрое обнаружение изменения температуры с помощью графического отображения изменений
Диапазон измерения от -50 до + 150 ° C
Данные измерений анализируются и отправляются через приложение testo Smart Probes

testo 905i в интернет-магазине h3>

Хотите измерить не только температуру воздуха? Здесь вы найдете именно то, что вам нужно.

Тепловизоры

Тепловизоры Testo позволяют измерять температуру поверхности объекта и отображать ее в виде инфракрасного изображения. Этот метод позволяет мгновенно и четко идентифицировать тепловые аномалии. Это делает тепловизор идеальным инструментом для обслуживания или строительства.

Проникающие и погружные термометры

Проникающие и погружные термометры используются, когда нет необходимости измерять ни температуру воздуха, ни температуру на поверхности.Они используются для измерения температуры жидкостей, паст, полутвердых или твердых сред. Их использование включает в себя пищевой сектор (внутренние температуры), лаборатории или фармацевтическую промышленность.

Регистратор данных с датчиком температуры воздуха

Регистраторы данных температуры были специально разработаны для мониторинга температуры. Они измеряют и документируют значения температуры в складских помещениях, офисе или жилых помещениях с индивидуально регулируемыми интервалами. По большей части модели Testo также регистрируют другие параметры измерения и гарантируют безопасность данных даже при разряженной батарее.

Измерение поверхностей

В дополнение к измерению температуры воздуха с помощью соответствующего измерителя температуры воздуха, температура на поверхностях также должна быть измерена в различных приложениях. Для этого подходят не только соответствующий измеритель температуры поверхности, но и ленты для измерения температуры Testo.

7 основных типов датчиков измерения температуры

Будь то термометр или термопара, различные типы датчиков измеряют температуру

Температура определяется как уровень энергии вещества, о котором можно судить по некоторым изменениям в этом веществе.Существует множество датчиков для измерения температуры, и у них есть одна общая черта: все они измеряют температуру, регистрируя некоторые изменения физических характеристик.

Здесь рассматриваются семь основных типов датчиков измерения температуры: термопары, резистивные температурные устройства (RTD, термисторы), инфракрасные излучатели, биметаллические устройства, устройства расширения жидкости, молекулярные устройства изменения состояния и кремниевые диоды.

1. Термопары

Термопары — это устройства измерения напряжения, которые показывают измерение температуры с изменением напряжения.С повышением температуры выходное напряжение термопары возрастает — не обязательно линейно.

Часто термопара находится внутри металлического или керамического экрана, который защищает ее от воздействия различных сред. Термопары в металлической оболочке также доступны со многими типами внешнего покрытия, такими как тефлон, для беспроблемного использования в кислотах и сильных щелочных растворах.

СВЯЗАННЫЙ: Термопары и датчики температуры

2.Приборы для измерения температуры резистивные

Терморезистивные устройства измерения температуры также бывают электрическими. Вместо того, чтобы использовать напряжение, как это делает термопара, они используют другую характеристику вещества, которая изменяется с температурой — ее сопротивление. Два типа резистивных устройств, с которыми мы имеем дело в OMEGA Engineering, Inc.

, в Стэмфорде, штат Коннектикут, — это металлические резистивные температурные устройства (RTD) и термисторы.

В целом RTD более линейны, чем термопары.Они увеличиваются в положительном направлении, причем сопротивление возрастает с повышением температуры. С другой стороны, термистор имеет совершенно иную конструкцию. Это чрезвычайно нелинейное полупроводниковое устройство, сопротивление которого будет уменьшаться при повышении температуры.

3. Инфракрасные датчики

Инфракрасные датчики — это бесконтактные датчики. Например, если вы без контакта поднесете типичный инфракрасный датчик к передней части стола, датчик сообщит вам температуру стола благодаря своему излучению — вероятно, 68 ° F при нормальной комнатной температуре.

При бесконтактном измерении ледяной воды он будет немного ниже 0 ° C из-за испарения, что немного снижает ожидаемое значение температуры.

СВЯЗАННЫЙ: Инфракрасная технология против технологии каталитических шариков для датчиков газа: плюсы и минусы

4.

Биметаллические устройства

Биметаллические устройства используют расширение металлов при нагревании. В этих устройствах два металла соединены вместе и механически связаны с указателем.При нагревании одна сторона биметаллической полосы расширяется больше, чем другая. А при правильном подключении к стрелке отображается измерение температуры.

Преимущества биметаллических устройств — портативность и независимость от источника питания. Однако они обычно не так точны, как электрические устройства, и вы не можете легко записать значение температуры, как с электрическими устройствами, такими как термопары или RTD; но портативность — несомненное преимущество для правильного приложения.

5. Термометры

Термометры — это хорошо известные устройства для расширения жидкости, которые также используются для измерения температуры. Вообще говоря, они бывают двух основных категорий: ртутного типа и органического, обычно красного, жидкого типа. Различие между ними заметно, потому что ртутные устройства имеют определенные ограничения, когда речь идет о том, как их можно безопасно транспортировать или отправлять.

Например, ртуть считается загрязнителем окружающей среды, поэтому ее поломка может быть опасной.Обязательно ознакомьтесь с действующими ограничениями на воздушную перевозку ртутных продуктов перед отправкой.

6. Датчики изменения состояния

Датчики изменения состояния температуры измеряют именно это — изменение состояния материала, вызванное изменением температуры, например, переход от льда к воде, а затем к пару. Коммерчески доступные устройства этого типа имеют форму этикеток, гранул, мелков или лаков.

Например, этикетки можно использовать на конденсатоотводчиках.Когда ловушка требует регулировки, она нагревается; тогда белая точка на этикетке станет черной, указывая на повышение температуры. Точка остается черной, даже если температура нормализуется.

Наклейки с изменением состояния показывают измерение температуры в ° F и ° C. В устройствах этого типа белая точка становится черной при превышении указанной температуры; и это необратимый датчик, который остается черным после изменения цвета. Этикетки температуры полезны, когда вам нужно подтверждение того, что температура не превышала определенный уровень, возможно, по техническим или юридическим причинам во время транспортировки.Поскольку устройства изменения состояния неэлектричны, как биметаллическая полоса, они имеют преимущество в определенных областях применения. Некоторые формы этого семейства сенсоров (лак, мелки) не меняют цвет; оставленные ими следы просто исчезают. Пеллетный вариант визуально деформируется или полностью тает.

Ограничения включают относительно низкое время отклика. Таким образом, если у вас наблюдается резкий скачок температуры, который быстро повышается, а затем быстро понижается, видимой реакции может не быть.Точность также не так высока, как у большинства других устройств, более широко используемых в промышленности. Однако в области применения, где вам нужна нереверсивная индикация, не требующая электроэнергии, они очень практичны.

Другие двусторонние этикетки работают по совершенно иному принципу с использованием жидкокристаллического дисплея. Цвет дисплея меняется с черного на коричневый, синий или зеленый, в зависимости от достигнутой температуры.

Например, типичная этикетка полностью черная, когда температура ниже измеряемой.По мере увеличения измерения температуры, скажем, в точке 33 ° F появится цвет — сначала синий, затем зеленый и, наконец, коричневый по мере прохождения через заданную температуру. В любом конкретном жидкокристаллическом устройстве вы обычно видите два соседних цветных пятна — синее чуть ниже индикатора температуры и коричневое чуть выше. Это позволяет вам оценить температуру, например, между 85 ° и 90 ° F.

Несмотря на то, что он не совсем точен, у него есть преимущества, заключающиеся в том, что он представляет собой небольшой прочный неэлектрический индикатор, который постоянно обновляет результаты измерения температуры.

7. Кремниевый диод

Кремниевый диодный датчик — это устройство, разработанное специально для криогенного температурного диапазона.

По сути, это линейные устройства, в которых проводимость диода линейно увеличивается в низкокриогенных областях.

Какой бы датчик вы ни выбрали, он вряд ли будет работать сам по себе. Поскольку большинство вариантов выбора датчиков совпадают по диапазону температур и точности, выбор датчика будет зависеть от того, как он будет интегрирован в систему.

Эта статья была первоначально опубликована 28 декабря 2000 г. Она была отредактирована для ясности.

Температура, измерение атмосферной температуры и относительной влажности

Экран Стивенсона

(Мы не продаем экраны Стивенсона; это только для информации клиентов)

A Stevenson Screen — это укрытие в белом ящике, в котором находится оборудование для измерения температуры и относительной влажности. Он защищает инструменты от солнечного света и атмосферных осадков и имеет жалюзийные стенки для свободного движения воздуха. Укрытие размещается над травой на высоте 1 м над землей и настолько далеко от строений, насколько позволяют обстоятельства.

Климат относится к средним погодным условиям в определенном месте за длительный период времени (более 30 лет). Климат региона играет роль в определении того, какие сельскохозяйственные культуры можно выращивать в этом регионе. Всемирная метеорологическая организация, агентство Организации Объединенных Наций, отвечает за международный обмен погодными данными.Это подтверждает, что процедуры наблюдения за данными не различаются среди участников из более чем 130 стран.

Температура означает, насколько горячая или холодная атмосфера измеряется термометром (в градусах Цельсия (C), Фаренгейта (F) или Кельвина (K)). Традиционный термометр состоит из ртути, красного или зеленого спирта в стеклянной трубке и работает по принципу, согласно которому жидкость расширяется больше, чем стекло при нагревании. Цифровые электронные устройства также могут использоваться, если устройство может записывать максимальную и минимальную достигнутую температуру, а некоторые устройства могут сохранять серию данных (регистратор данных), а другие передавать электронный сигнал измерения температуры обратно на второй дисплей температуры на ПК или база. Эти новые датчики также можно использовать для измерения температуры почвы.

Атмосферное давление — вес атмосферы над головой (сила, действующая на единицу площади, например квадратный сантиметр, массой атмосферы, когда гравитация притягивает ее к земле) — выражается в миллибарах на дюймах ртутного столба. Обычно измеряется ртутным барометром, стеклянной трубкой, в которой высота столбика ртути колеблется при изменении веса атмосферы. Изменения сигнала атмосферного давления смещаются в зависимости от погоды и могут быть измерены с помощью простого барометра с круговой шкалой.

Влажность означает количество водяного пара, содержащегося в воздухе. (Выражается как относительная влажность, или количество водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное в процентах от максимального количества, которое он может удерживать при той же температуре). Холодный воздух содержит меньше воды, чем теплый.

Измерение влажности ; Психрометр — это прибор, используемый для измерения относительной влажности. Традиционно он состоит из двух термометров, один из которых покрыт влажной тканью. Испарение охлаждает этот термометр ниже фактической температуры воздуха, зарегистрированной на сухом термометре.Испарение и охлаждение зависят от того, насколько сухой воздух при данной температуре. Таблицу можно использовать для определения относительной влажности по степени охлаждения. Цифровые электронные приборы (гигрометры) могут использоваться для быстрого считывания показаний, а более дорогие устройства предлагают регистрацию данных. Некоторые инструменты предлагают простой циферблат для индикации относительной влажности, в то время как они предлагают наименьшую точность, их можно использовать в качестве хорошей индикации.

День градуса роста (или единицы тепла) — мера отклонения средней дневной температуры выше или ниже заданного стандарта.Информация может быть использована для оптимизации сроков посадки, внесения удобрений, применения пестицидов и сбора урожая.

Вегетационный период — период года, когда урожай и другие растения успешно растут. Рассчитывается по среднему количеству дней между последними сильными заморозками весной и первыми сильными осенними заморозками. Продолжительность вегетационного периода варьируется от места к месту и частично определяет, какие культуры можно выращивать в той или иной местности.

Осадки — это термин, который охватывает все формы, в которых вода падает на землю из атмосферы.Основные виды: дождь, снег, мокрый снег и град. Осадки поддерживают жизнь — их количество и распределение по регионам играет важную роль в определении того, что может там выжить и какие растения можно выращивать.

Опрокидывающийся ковш — это прибор для измерения осадков. Он содержит двухкамерное мини-ведро для сбора, расположенное под воронкой для сбора. Когда осадки наполняют одну сторону ковша, сила тяжести опорожняет его и отправляет сигнал на регистратор данных. Некоторые самосвальные ковши оснащены внутренними обогревателями для таяния снега и замерзшего дождя.

Дождемеры простые . По сути, любое оставленное снаружи мерное стекло может служить измерителем дождя. Однако, поскольку в большинстве ливневых дождей обычно бывает довольно ветрено, вам нужно где-нибудь закрепить датчик дождя, чтобы он не перевернулся. Найдите подходящее место для манометра. Над головой не должно быть ничего, вроде деревьев, электрических проводов или края крыши. Эти препятствия могут направлять дождевую воду на манометр или от него, создавая ложные показания. Край забора, далеко от здания, часто является хорошим местом для измерения.Совет: кольцо из планчатого металла по периметру дождемера обеспечивает защиту от ветра, чтобы уменьшить количество брызг и ошибок, вызванных ветром. Как только вы нашли место, прикрепите стойку для удержания. Затем установите мерный стакан на место. Дождитесь дождя, затем запишите свои измерения и опорожните стакан.

Дождь — это жидкие осадки, которые выпадают из облаков в виде капель диаметром 0,5 мм или более. Морось состоит из капель размером менее 0,5 мм.

Град возникает при столкновении капель воды, замерзающих вместе в холодных верхних областях грозы.Град может нанести значительный ущерб сельскохозяйственным регионам, в зависимости от размера и интенсивности града. В 12:15 30 мая 1985 года в районе Лимингтона выпало 45 см града, в результате чего были повреждены растения и теплицы.

Засуха означает длительный период значительно меньшего количества осадков. Засуха может длиться несколько недель (в этом случае они называются засушливыми периодами), месяцами или даже годами.

Мороз — это белый налет из кристаллов льда, который вы часто видите на земле или рядом с ней после холодной ночи.Изморозь возникает в результате процесса, называемого сублимацией, когда газ, например водяной пар, становится твердым, или когда твердое тело становится газом, не превращаясь сначала в жидкость. (например, лист теряет тепло ночью. Если температура листа опускается ниже 0 C, водяной пар в окружающем воздухе замерзает на нем. Садоводы озабочены тем, чтобы «убить заморозки». чувствительные к холоду растения, такие как персиковые деревья

ВЕТЕР — это движение воздуха.Он возникает из-за разницы в температуре и атмосферном давлении между близлежащими регионами Земли. Ветры, как правило, дуют из областей с высоким давлением в области с низким давлением. Это одна из самых изменчивых сил погоды. За короткое время легкий ветерок может превратиться в сильный шторм. Ветер тщательно измерялся веками

Измерение температуры | МЕТЕО 3: Введение в метеорологию

При выборе названия для этого раздела я серьезно подумал: «Измерение температуры: почему ваш автомобильный термометр лжет вам», но это показалось мне немного длинным.Видите ли, измерение температуры воздуха может показаться простым делом, но это сложнее, чем вы думаете. И хотя вы можете найти множество источников наблюдений за температурой, некоторые из них, безусловно, более точны и значимы, чем другие. Итак, давайте начнем с некоторых распространенных инструментов для измерения температуры и обсудим правильный способ измерения температуры. Затем мы поговорим о недостатках некоторых распространенных наблюдений за температурой. Оказывается, следует опасаться температур с банковских термометров, автомобильных термометров и термометров, снятых «на поле» на спортивных мероприятиях!

Термометры

Для начала, знаете ли вы, что существует несколько типов термометров (приборы для измерения температуры)? Я быстро опишу некоторые общие типы:

Жидкостные стеклянные термометры (предоставлено NOAA) существуют уже более 200 лет и практически не изменились, потому что они простые, недорогие и достаточно точные.Жидкость (обычно спирт или ртуть) может свободно перемещаться в тонком отверстии внутри стеклянного корпуса. При изменении температуры жидкость либо расширяется, либо сжимается, что приводит к изменению длины жидкости в термометре.

Биметаллические термометры часто устанавливаются вне домов на патио и часто используются в качестве термометров для приготовления пищи.

Кредит: общественное достояние

Биметаллические термометры , пример которых показан справа, часто устанавливаются на террасах или используются для приготовления термометров и не содержат жидкости.Вместо этого два типа металла свариваются в полоску, которая свернута в спираль (обычно на задней стороне лицевой стороны термометра). Изменения температуры приводят к неравномерному расширению или сжатию полоски и перемещению указателя на лицевой стороне термометра.

Термисторы (Источник: Ansgar Helwig / CC-BY-SA 2.0) — распространенная разновидность электрических термометров, которые измеряют температуру, используя соотношение между температурой и электрическим сопротивлением. Термисторы обычно являются источником показаний внешней температуры на приборных панелях автомобилей (Фото: Стив Семан), а также используются для измерения температуры над земной поверхностью при запуске метеозондов.

Так почему твой автомобильный градусник тебе врет? Тот факт, что он использует термистор для измерения внешней температуры, не является проблемой (термисторы достаточно точны), но проблема заключается в размещении термистора. Чтобы понять, почему, давайте начнем с того, как правильно измерять температуру.

Установка термометра

Чтобы показания температуры были точными и значимыми, термометры должны располагаться на высоте пяти-шести футов над землей (в идеале не над асфальтированной поверхностью), чтобы минимизировать влияние, которое сама подстилающая земля может оказывать на температуру.Термометры также нельзя подвергать воздействию прямых солнечных лучей. Биметаллическая полоса или «колба» жидкостного стеклянного термометра поглощает солнечное излучение более эффективно, чем окружающий воздух, поэтому воздействие прямых солнечных лучей заставляет его измерять температуру выше, чем окружающий воздух. Чтобы правильно измерить температуру air , термометр должен находиться в тени, где температура самого термометра должна быть такой же, как и температура воздуха. Наконец, термометры не следует размещать слишком близко к зданиям, так как тепло от зданий (из-за испускаемого излучения или выхода воздуха через вентиляционные отверстия и т. Д.)) может испортить показания температуры.

Для того, чтобы обеспечить надлежащее «размещение» термометров на многих из почти 10 000 официальных сайтов Сети кооперативного наблюдателя США (COOP), термометры помещают в «убежища хлопкового района» (показаны ниже), которые также известны как «экраны Стивенсона». (назван в честь их дизайнера, отца писателя Роберта Луи Стивенсона). Укрытия из хлопковой зоны расположены примерно в пяти футах над землей на вершине основания и имеют открытые вентиляционные отверстия по бокам, позволяющие воздуху свободно проходить через укрытие и контактировать с термометрами.Для максимального отражения падающей солнечной радиации укрытия для хлопковых зон окрашены в белый цвет, и в дополнение к защите термометров от прямого солнечного излучения укрытия для хлопковых зон также защищают инструменты внутри от падающих осадков.

Убежище хлопкового региона (Stevenson Screen) за пределами здания Уокер в главном кампусе штата Пенсильвания помогает обеспечить правильное измерение температуры.

Кредит: Дэвид Бэбб

Другие официальные измерения температуры, сделанные с помощью автоматизированной системы наблюдения за поверхностью (ASOS), в основном расположенные в аэропортах, имеют экраны, которые выполняют ту же основную функцию, что и укрытие в хлопковой зоне, и если вы когда-либо покупали домашнюю метеостанцию, ее термометр должен поставляются с экраном, чтобы попытаться защитить его от прямого солнечного излучения, но при этом обеспечить свободный поток воздуха.

Итак, теперь, когда вы знаете, как следует измерять температуру , в чем проблема с температурами, измеряемыми банковскими термометрами, автомобильными термометрами или «на поле» на спортивных мероприятиях? Во-первых, банковские термометры часто размещают очень близко к зданиям (или прикрепляют к ним). Кроме того, они часто подвергаются воздействию прямых солнечных лучей или помещены в укрытие темного цвета, что максимизирует поглощение солнечного излучения. Так что, когда в солнечный день вы видите действительно высокую температуру на банковском градуснике, не покупайте его! Скорее всего, термометр неправильно установлен и находится в среде, из-за которой показания будут слишком теплыми.

А как насчет автомобильного термометра? В большинстве автомобилей термистор расположен за передней решеткой автомобиля, что означает, что на него влияют температура двигателя автомобиля, выхлопные газы окружающих автомобилей, а также лежащая под ним дорога. Большинство автомобильных решеток находятся всего в паре футов от земли, что достаточно близко к горячему тротуару (который эффективно излучает излучение), чтобы дополнительно нагреть окружающую среду термистора. В результате, как и банковские термометры, показания внешней температуры вашего автомобиля часто слишком высоки, особенно когда вы находитесь в пробках в солнечный день.Когда вы едете по дороге на скоростной автомагистрали, быстрый поток воздуха возле термистора действительно помогает сделать показания температуры более точными и значимыми, хотя и не идеальными. Показания температуры также должны быть немного более точными ночью или в пасмурные дни (хотя, опять же, все еще не идеально). Однако, несмотря на их недостатки, термистор автомобиля может дать вам хорошее представление об изменении температуры во время путешествия (например, температура повышается и понижается при движении вверх и вниз по горной местности).

Наконец, как насчет температуры, измеряемой «на поле» во время спортивных мероприятий? Часто они тоже слишком высоки. Во-первых, термометры часто подвергаются воздействию прямых солнечных лучей. Кроме того, размещение термометра на поле означает, что температура измеряется в дюймах от земли, где теплопроводность может сделать ее очень горячей. Помните, что в солнечный летний день температура может достигать 140 градусов по Фаренгейту в тонком слое воздуха, соприкасающегося с землей, благодаря теплопроводности.Более темные искусственные игровые поверхности только усугубляют проблему, поскольку они легче поглощают солнечную радиацию (аналогично тому, как мощеные поверхности легче поглощают солнечную радиацию, чем покрытые травой поверхности). В любом случае, температура, измеренная на игровой поверхности, не является репрезентативной для температуры воздуха на высоте пяти или шести футов над землей, где проводятся официальные измерения.

Мои последние комментарии к нашему уроку о температуре носят практический характер: если вы когда-нибудь инвестируете в домашнюю метеостанцию и хотите обеспечить точное и значимое измерение температуры, размещайте термометр подальше от любых зданий, на высоте пяти-шести футов над землей (в идеале не над асфальтированной поверхностью), и убедитесь, что он защищен от прямого солнечного излучения, но при этом может получать как можно больший поток открытого воздуха.Кроме того, не верьте значениям температуры, отображаемым на автомобильных или банковских термометрах. Они неправильно расположены и обычно вам лгут!

измерений

Обзор программы
Зачем нужен USCRN
Кто может принести пользу
Критерии выбора площадки
Что измеряется
Станция инструментов
Фотографии сайта

Основная цель сети USCRN — мониторинг температуры воздуха, осадков и почвы. влажность / температура почвы.Помимо этих параметров, каждая станция измеряет поверхность земли. (ИК) температура, солнечная радиация, скорость ветра, относительная влажность, влажность от осадков и несколько значений, контролирующих рабочее состояние оборудования. Некоторые второстепенные параметры способствуют повышению уверенности в наблюдательных измерениях и обеспечивают понимание надежности и производительности основных датчиков.

Критически важны высокоточные измерения и надежная отчетность.Станция инструменты калибруются ежегодно, а техническое обслуживание включает плановая замена датчиков старения. Выполнение измерений каждой станции контролируется на ежедневно, и проблемы решаются как можно быстрее, обычно в течение нескольких дней. Каждая станция ежечасно передает данные на геостационарный спутник. В течение нескольких минут после передачи исходные данные и вычисленная сводная статистика доступна на веб-сайте USCRN. Эта страница описывает детали потока данных.

Температура воздуха
Станции
USCRN оснащены тремя независимыми термометрами, измеряющими воздух. температура в градусах Цельсия.Регистратор данных станции вычисляет независимые 5-минутные усредняет, используя двухсекундные показания каждого термометра. Эти множественные измерения затем используется для получения официального почасового значения температуры станции.
Осадки
Каждая станция имеет взвешивающий измеритель осадков, оборудованный тремя тензодатчиками. датчики для обеспечения трех независимых измерений изменения глубины (в миллиметрах) на 5-минутные интервалы. Затем три серии 5-минутных значений используются в алгоритме для получить официальное значение осадков станции за 5 минут и час.
Влага и температура почвы
Станции
USCRN оснащены тремя датчиками почвы, измеряющими температуру и влажность на Глубиной 5, 10, 20, 50 и 100 см (по возможности). Каждый датчик записывает измерения на 5-минутные интервалы, но в регистраторе данных сохраняются только наблюдения на глубине 5 см. Однако ежечасные наблюдения (полученные из 5-минутных наблюдений) сохраняются для всех глубины. Температура почвы измеряется в градусах Цельсия, а диэлектрические измерения — преобразовано в объемное фракционное содержание воды, измеренное в кубических метрах воды на кубический метр метр почвы (³ м / м ³).
Температура поверхности (кожи)
Каждая станция USCRN измеряет температуру поверхности в градусах Цельсия с помощью инфракрасного датчик направлен на землю. Каждые пять минут регистратор данных в среднем составляет две секунды показания температуры, измеренные термопарой, для получения 5-минутных значений. Начиная с января 2013 г. была внесена поправка на температуру поверхности 15 ° C и выше. обратитесь к документации на странице инструментов для Детали.
Солнечное излучение
станций USCRN измеряют глобальную солнечную радиацию всего полушария (прямой плюс диффузный) с помощью пиранометра. Каждые пять минут регистратор данных преобразует двухсекундные значения выходного напряжения в ваттах на квадратный метр (Вт / м ²) и средние значения их в 5-минутные значения.
Скорость ветра
Каждая станция использует анемометр для измерения скорости ветра на высоте примерно 1 м3.5 метров над поверхностью. Каждые пять минут регистратор данных усредняет двухсекундный импульс. рассчитывает среднюю скорость ветра за 5 минут в метрах в секунду (м / с).
Относительная влажность
Станции
USCRN имеют один датчик относительной влажности, расположенный в первой из трех щитки приборов измерения температуры воздуха рядом с первичным термометром. Относительная влажность измеряется в процентах от атмосферной емкости, от чуть выше 0 процентов до 100 процентов.Эти измерения выполняются тонкопленочным емкостным датчиком влажности и сообщаются как средние за 5 минут.
Влажность
Наличие осадков определяется с помощью датчика влажности, или дисдрометр. Когда капля воды падает на детекторную площадку, цепь замыкается и сопротивление в одном канале инструмента падает до очень маленьких цифр, что указывает на наличие осадков.Эта информация используется при интерпретации глубины дождемера. изменения и соотнесение их с фактическими осадками, когда это необходимо.

Подробная информация об измеренных параметрах

	Температура приземного воздуха Каждая станция USCRN имеет три термометра, которые сообщают независимые измерение температуры каждый час. Эти три наблюдаемые температуры значения используются для получения единой официальной температуры USCRN значение за час.Это единственное значение иногда является медианным и иногда среднее значение различных комбинаций трех наблюдаемых значения, в зависимости от информации о том, какие инструменты согласуются при парном сравнении в пределах 0,3 ° С. Каждая станция передает три независимых наблюдаемых ценности; расчет официального значения температуры USCRN выполняется после того, как эти значения поступают в NCEI. Обсуждение ниже описывает детали трех наблюдаемых значений. Каждая станция имеет три платиновых термометра термометры сопротивления, каждый из которых находится в собственном Met One 076B 7308 атмосферный солнцезащитный экран.Каждый термометр измеряет температура (в градусах Цельсия) каждые 2 секунды. Каждые 5 минут регистратор данных станции вычисляет среднее значение этих 2-секундных значений, давая 12 5-минутных средние значения для каждого термометра. Стандартные отклонения также рассчитываются для каждого термометра. Наконец, скользящее 5-минутное среднее, смещенное на 10 секунд за раз, используется для определения максимальные и минимальные 5-минутные периоды, заканчивающиеся в течение рассматриваемого часа. Помимо показаний термометра, станция также измеряет скорость вентилятора в каждом аспирационном щите.Когда вентилятор экрана вращается, контакт замыкается и генерирует импульс. дважды за оборот. Регистратор данных считает эти импульсы каждые два секунд. Каждый час эти 2-секундные значения усредняются для получения среднее количество импульсов в секунду за час. Ежечасно поток данных со станции, таким образом, включает среднюю частоту следования импульсов в секунду для каждого из три датчика. Фактическая скорость вентилятора в оборотах в секунду составляет половину частоты пульса.

	Осадки Каждая станция USCRN измеряет осадки с помощью Geonor T-200B измеритель осадков.Этот датчик дает двенадцать независимых наблюдаемых глубин. измерения в течение каждого часа для каждого из трех тензодатчиков. Эти наблюдаемые значения используются для получения единого официальных осадков USCRN значение за час. Каждая станция передает наблюдаемые ценности; расчет официального значения осадков USCRN составляет выполняется после того, как эти значения поступают в NCEI. Обсуждение ниже описывает детали наблюдаемых значений. В Geonor T-200B используется сборный ковш, который подвешивается на трех тензодатчиках с вибрирующей проволокой.Каждый провод, когда возбуждается напряжением 12 В постоянного тока, вибрирует с частотой относительно веса в сборное ведро. Калибр окружен небольшой ветрозащитный / снежный щиток, а к манометр, чтобы предотвратить скопление льда. Регистратор данных станции измеряет частоту каждого вибрирующего провода. и преобразует его в измерительную глубину (в мм) каждые пять минут. A Гидрологические службы дождемером с опрокидывающимся ковшом Модель TB-3 установлен на большинстве сайтов только для сравнения.Его данные не контролируются по качеству и не считаются официальными USCRN показания осадков, но может помочь в тех случаях, когда блок Geonor выходит из строя во время теплого условия.

	Влага почвы и температура почвы На каждый участок USCRN с глубокими почвами в общей сложности 15 Stevens Water Monitoring Systems, Inc., Установки Hydra Probe II (SDI-12) размещаются в земле на трех участках на пяти глубинах. (5, 10, 20, 50 и 100 см) для измерения влажности и температуры почвы.Эти зонды используют отраженных электромагнитных радиоволн на частоте 50 МГц для определения диэлектрической проницаемости почва, в которую вставлен зонд, которая может быть преобразована в объемные единицы влажности почвы (м3 м-3) с помощью калибровочного уравнения. Зонд также содержит термистор для измерения температура окружающей среды в лицевой пластине, прижимающей к почве. Опрашиваются все 15 зондов. каждые две минуты, а их измерения усредняются за 5-минутные периоды для целей вывода.

	ИК Температура поверхности земли Инфракрасный датчик температуры Apogee Instruments измеряет инфракрасная температура поверхности земли (в градусах Цельсия) на каждой станции. Регистратор данных замеряет датчик каждые две секунды. Каждые пять минут эти двухсекундные выборки усредняются для получения 5-минутных значений.

	Солнечное излучение Пиранометр Kipp & Zonen SP Lite для измерения солнечная радиация (Вт на квадратный метр, Вт / м ²) на каждой станции.Регистратор данных замеряет датчик каждые две секунды. Каждые пять минут эти двухсекундные выборки усредняются для получения 5-минутных значений.

	Скорость ветра Анемометр Met One Model 014A измеряет скорость ветра (в метрах в секунду) на каждой станции. Регистратор данных образцы анемометра каждые две секунды. Каждые пять минут эти двухсекундные выборки усредняются для получения 5-минутных значений.

	Относительная влажность Прибор Vaisala HMT 337 HUMICAP — это емкостное тонкопленочное устройство, которое измеряет относительная влажность за счет электрического тока через два электрода, разделенных полимером фильм.Емкость пленки связана с относительной влажностью калибровочным уравнением который преобразует поток электричества в относительную влажность. Эти значения усреднены по 5-минутные периоды для получения окончательных данных для этой переменной.

	Датчик влажности В дополнение к вышеупомянутым элементным наблюдениям, ежечасный поток данных от каждой станции включает измерения с помощью дисдрометра или датчика влажности.Детектор дождя Vaisala DRD11A производит две переменные, одна из которых дает информацию да / нет в отношении воздействия гидрометеоры на наклонной сенсорной пластине, а другой показывает интенсивность осадки. Первый используется для предоставления информации не реже двух раз каждые 5 минут, поскольку выпадают ли осадки.

	Разное В дополнение к вышеупомянутым элементарным наблюдениям, ежечасный поток данных с каждой станции включает следующие значения: FGBV = Напряжение батареи для вентилятора и батареи передатчика GOES FGBV _full = Напряжение батареи для вентилятора и батареи передатчика GOES при полной нагрузке DLBV = Напряжение батареи для регистратора данных DLDO = Количество минут в этом часе, в течение которого дверь регистратора данных был открыт

Приборы для измерения температуры в самолетах | Авиационные системы

Для правильной эксплуатации самолета необходимо знать температуру многих предметов.Моторное масло, карбюраторная смесь, воздух на впуске, свободный воздух, головки цилиндров двигателя, воздуховоды нагревателя и температура выхлопных газов газотурбинных двигателей — все это элементы, требующие контроля температуры. Также необходимо знать многие другие температуры. Для сбора и представления информации о температуре используются различные типы термометров.

Неэлектрические указатели температуры

Физические характеристики большинства материалов меняются при изменении температуры. Изменения постоянны, например, расширение или сжатие твердых тел, жидкостей и газов.Коэффициент расширения у разных материалов разный, и он уникален для каждого материала. Практически каждый знаком с жидкостным ртутным термометром. По мере увеличения температуры ртути она расширяется в узкий проход, на котором есть градуированная шкала для измерения температуры, связанной с этим расширением. Ртутный термометр не применяется в авиации.

Биметаллический термометр очень пригодится в авиации. Чувствительный элемент биметаллического термометра состоит из двух разнородных металлических полос, соединенных вместе.Каждый металл расширяется и сжимается с разной скоростью при изменении температуры. Один конец биметаллической планки закреплен, другой конец намотан. Стрелка прикреплена к спиральному концу, который установлен в корпусе прибора. Когда биметаллическая полоса нагревается, два металла расширяются. Поскольку их скорости расширения различаются, и они прикреплены друг к другу, эффект заключается в том, что свернутый конец пытается размотаться, поскольку один металл расширяется быстрее, чем другой. Это перемещает указатель по циферблату инструмента.Когда температура падает, металлы сжимаются с разной скоростью, что приводит к сжатию катушки и перемещению стрелки в противоположном направлении.
Биметаллические датчики температуры с прямым считыванием часто используются в легких самолетах для измерения температуры наружного воздуха или температуры наружного воздуха (OAT). В этом случае коллекторный зонд выступает через лобовое стекло самолета и подвергается воздействию атмосферного воздуха. Свернутый конец биметаллической полосы в приборной головке находится внутри лобового стекла, где его может прочитать пилот.[Рисунки 1 и 2]

Рисунок 1. Биметаллический датчик температуры работает из-за разных коэффициентов расширения двух металлов, соединенных вместе. При сгибании в змеевик охлаждение или нагревание заставляет катушку из разнородного металла затягиваться или раскручиваться, перемещая указатель по температурной шкале на лицевой стороне циферблата прибора

Рисунок 2. Биметаллический датчик температуры наружного воздуха и его установка на легком самолете

Трубка Бурдона также используется в качестве неэлектрического датчика температуры с прямым считыванием показаний в простых и легких самолетах. Калибровав циферблат манометра с трубкой Бурдона с помощью температурной шкалы, он может указывать температуру. Основой работы является постоянное расширение пара, производимого летучей жидкостью в замкнутом пространстве. Это давление пара напрямую зависит от температуры.Заполняя измерительную колбу такой летучей жидкостью и подсоединяя ее к трубке Бурдона, трубка вызывает индикацию повышения и понижения давления пара из-за изменения температуры. Калибровка циферблата в градусах Фаренгейта или Цельсия, а не в фунтах на квадратный дюйм, обеспечивает показания температуры. В манометрах этого типа измерительная лампа помещается в область, где необходимо измерять температуру. Длинная капиллярная трубка соединяет колбу с трубкой Бурдона в корпусе прибора. Узкий диаметр капиллярной трубки гарантирует, что летучая жидкость будет легкой и останется в основном в колбе датчика.Иногда таким способом измеряют температуру масла.

Индикация измерения электрической температуры

Использование электричества для измерения температуры очень распространено в авиации. Следующие системы измерения и индикации можно найти на многих типах самолетов. Определенные диапазоны температур более целесообразно измерять с помощью систем того или иного типа.

Термометр электрического сопротивления

Основными частями электрического термометра сопротивления являются индикатор, термочувствительный элемент (или колба), а также соединительные провода и штекерные разъемы.Электрические термометры сопротивления широко используются во многих типах самолетов для измерения температуры воздуха в карбюраторе, масла, температуры наружного воздуха и т. Д. Они используются для измерения низких и средних температур в диапазоне от –70 ° C до 150 ° C.

Для большинства металлов электрическое сопротивление изменяется при изменении температуры металла. Это принцип работы термометра сопротивления. Обычно электрическое сопротивление металла увеличивается с повышением температуры. Различные сплавы имеют высокий коэффициент термостойкости, что означает, что их сопротивление значительно зависит от температуры.Это может сделать их пригодными для использования в устройствах измерения температуры. Металлический резистор подвергается воздействию жидкости или области, в которой необходимо измерить температуру. Он подключен проводами к устройству измерения сопротивления внутри индикатора кабины. Циферблат прибора откалиброван по желанию в градусах Фаренгейта или Цельсия, а не в омах. При изменении измеряемой температуры изменяется сопротивление металла, и индикатор измерения сопротивления показывает, в какой степени.

Типичный электрический термометр сопротивления выглядит как любой другой датчик температуры.Индикаторы доступны в двойной форме для использования в многомоторных самолетах. Большинство индикаторов самокомпенсируются при изменении температуры в кабине. Термочувствительный резистор изготовлен таким образом, что он имеет определенное сопротивление для каждого значения температуры в пределах своего рабочего диапазона. Термочувствительный резисторный элемент представляет собой отрезок или обмотку из никелево-марганцевой проволоки или другого подходящего сплава с изоляционным материалом. Резистор защищен закрытой металлической трубкой, прикрепленной к резьбовой пробке с шестигранной головкой.[Рис. 3] Два конца обмотки припаяны или приварены к электрической розетке, предназначенной для приема штырей вилки соединителя.

Рисунок 3. Колба электрического термометра сопротивления

Индикатор содержит измеритель сопротивления. Иногда используется модифицированная форма схемы Уитстонбриджа. Измеритель моста Уитстона работает по принципу уравновешивания одного неизвестного резистора с другими известными сопротивлениями.Упрощенная форма схемы моста Уитстона показана на рис. 4. Три равных значения сопротивления [рис. 4A, B и C] соединены в ромбовидную мостовую схему. Резистор с неизвестным значением [Рис. 4D] также является частью схемы. Неизвестное сопротивление представляет собой сопротивление термометра системы электрического термометра сопротивления. Гальванометр прикреплен поперек цепи в точках X и Y.

Рисунок 4. Внутренняя структура индикатора электрического термометра сопротивления включает мостовую схему, гальванометр и переменный резистор, который находится вне индикатора в виде датчика температуры

Когда из-за температуры сопротивление лампы становится равным сопротивлению других сопротивлений, разницы потенциалов между точками X и Y в цепи не существует. Следовательно, ток в цепи гальванометра не течет. Если температура колбы изменяется, ее сопротивление также изменяется, и мост становится неуравновешенным, заставляя ток течь через гальванометр в том или ином направлении.Стрелка гальванометра на самом деле является стрелкой датчика температуры. Когда он движется по циферблату, откалиброванному в градусах, он показывает температуру. Многие индикаторы снабжены винтом регулировки нуля на лицевой стороне прибора. Это регулирует натяжение пружины обнуления указателя, когда мост находится в точке баланса (положение, в котором мостовая схема уравновешена и через измеритель не течет ток).

Ратиометр Термометры электрического сопротивления

Другой способ индикации температуры при использовании электрического термометра сопротивления — использование логометра.Индикатор моста Уитстона подвержен ошибкам из-за колебаний напряжения в сети. Логометр более стабилен и обеспечивает более высокую точность. Как следует из названия, электрический термометр сопротивления ратиометра измеряет соотношение протекания тока.

Часть датчика электрического термометра сопротивления ратиометра, по существу, такая же, как описано выше. Схема содержит переменное сопротивление и фиксированное сопротивление для индикации. Он содержит две ветви для прохождения тока.У каждого есть катушка, установленная по обе стороны от узла указателя, который установлен в магнитном поле большого постоянного магнита. Изменяющийся ток, протекающий через катушки, вызывает формирование различных магнитных полей, которые вступают в реакцию с большим магнитным полем постоянного магнита. Это взаимодействие поворачивает указатель к циферблату, который откалиброван в градусах Фаренгейта или Цельсия, давая индикацию температуры. [Рисунок 5]

Рисунок 5. Радиометр для измерения температуры имеет две катушки. Поскольку сопротивление груши датчика изменяется в зависимости от температуры, через катушки протекает разное количество тока. Это создает переменные магнитные поля. Эти поля взаимодействуют с магнитным полем большого постоянного магнита, в результате чего отображается температура

Концы магнитных полюсов постоянного магнита расположены ближе вверху, чем внизу. Это приводит к тому, что силовые линии магнитного поля между полюсами более концентрируются вверху.Когда две катушки создают свои магнитные поля, более сильное поле взаимодействует и поворачивается вниз в более слабую, менее концентрированную часть поля постоянного магнита, в то время как более слабое магнитное поле катушки смещается вверх в сторону более концентрированного магнитного поля большого магнита. Это обеспечивает балансирующий эффект, который изменяется, но остается сбалансированным, поскольку напряженность поля катушки изменяется в зависимости от температуры и результирующего тока, протекающего через катушки.

Например, если сопротивление термобаллона равно значению фиксированного сопротивления (R), равны значения тока, протекающего через катушки.Вращающие моменты, создаваемые магнитным полем, создаваемым каждой катушкой, одинаковы и нейтрализуют любое движение в большем магнитном поле. Указатель индикатора переместится в вертикальное положение. Если температура колбы увеличивается, увеличивается и ее сопротивление. Это приводит к увеличению тока, протекающего через ветвь цепи катушки A. Это создает более сильное магнитное поле в катушке A, чем в катушке B. Следовательно, крутящий момент на катушке A увеличивается, и она тянется вниз в более слабую часть большого магнитного поля.В то же время через резистор колбы датчика и катушку B протекает меньший ток, в результате чего катушка B формирует более слабое магнитное поле, которое притягивается вверх в область более сильного потока магнитного поля постоянного магнита. Указатель перестает вращаться, когда поля достигают новой точки баланса, которая напрямую связана с сопротивлением в измерительной лампочке. Противоположное этому действие произойдет, если температура термочувствительной лампы снизится.

Системы измерения температуры Ratiometer используются для измерения температуры моторного масла, наружного воздуха, воздуха карбюратора и других температур во многих типах самолетов.Они особенно востребованы для измерения температурных условий, когда важна точность или когда встречаются большие колебания напряжения питания.

Индикаторы температуры термопары

Термопара — это цепь или соединение двух разнородных металлов. Металлы соприкасаются двумя отдельными стыками. Если один из контактов нагревается до более высокой температуры, чем другой, в цепи создается электродвижущая сила. Это напряжение прямо пропорционально температуре.Итак, измеряя величину электродвижущей силы, можно определить температуру. Вольтметр помещается поперек более холодного из двух спаев термопары. При необходимости он калибруется в градусах Фаренгейта или Цельсия. Чем горячее становится высокотемпературный спай (горячий спай), тем больше создается электродвижущая сила и тем выше показания температуры на измерителе. [Рисунок 6]

Рис. 6. Термопары объединяют два разных металла, которые вызывают протекание тока при нагревании

Термопары используются для измерения высоких температур.Двумя распространенными приложениями являются измерение температуры головки цилиндров (CHT) в поршневых двигателях и температуры выхлопных газов (EGT) в газотурбинных двигателях. Выводы термопар изготавливаются из различных металлов, в зависимости от максимальной температуры, которой они подвергаются. Железо и константан или медь и константан являются общими для измерения CHT. Хромель и алюмель используются в турбинных термопарах EGT.

Величина напряжения, создаваемого разнородными металлами при нагревании, измеряется в милливольтах.Следовательно, выводы термопары предназначены для обеспечения определенного сопротивления в цепи термопары (обычно очень небольшого). Их материал, длина или размер поперечного сечения не могут быть изменены без компенсации возможного изменения общего сопротивления. Каждый вывод, который соединяется с вольтметром, должен быть изготовлен из того же металла, что и часть термопары, к которой он подсоединен. Например, медный провод подключается к медной части горячего спая, а константановый провод подключается к константановой части.

Горячий спай термопары различается по форме в зависимости от области применения. Два распространенных типа — это прокладка и байонет. В типе прокладки два кольца из разнородных металлов прижимаются друг к другу, образуя прокладку, которую можно установить под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра. В байонетном исполнении металлы соединяются внутри перфорированной защитной оболочки. Байонетные термопары вставляются в отверстие или колодец в головке блока цилиндров. В газотурбинных двигателях они устанавливаются на корпусе входа или выхода турбины и проходят через корпус в поток газа.Обратите внимание, что для индикации CHT цилиндр, выбранный для установки термопары, является наиболее горячим в большинстве рабочих условий. Расположение этого цилиндра зависит от двигателя. [Рисунок 7]

Рис. 7. Термопара для измерения температуры головки цилиндров с горячим спаем прокладочного типа предназначена для установки под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра самого горячего цилиндра (A). Термопара байонетного типа устанавливается в отверстие в стенке цилиндра (B).

Холодный спай цепи термопары находится внутри корпуса прибора. Поскольку электродвижущая сила, установленная в цепи, изменяется в зависимости от разницы температур между горячим и холодным спаем, необходимо компенсировать механизм индикатора для изменений температуры кабины, которые влияют на холодный спа. Это достигается с помощью биметаллической пружины, соединенной с механизмом индикатора. Фактически он работает так же, как биметаллический термометр, описанный ранее.Когда провода отсоединены от индикатора, температуру в зоне кабины вокруг приборной панели можно прочитать на шкале индикатора. [Рис. 8] Цифровые светодиодные индикаторы для CHT также широко распространены в современных самолетах.

Рисунок 8. Типовые индикаторы температуры термопары

Системы индикации температуры турбинного газа

EGT — критический параметр работы газотурбинного двигателя.Система индикации EGT обеспечивает визуальную индикацию температуры в кабине выхлопных газов турбины, когда они покидают турбоагрегат. В некоторых газотурбинных двигателях температура выхлопных газов измеряется на входе в турбоагрегат. Это называется системой индикации температуры на входе в турбину (TIT).

Несколько термопар используются для измерения EGT или TIT. Они расположены с интервалами по периметру кожуха турбины двигателя или выхлопного тракта. Крошечные напряжения термопары обычно усиливаются и используются для питания серводвигателя, который приводит в движение указатель индикатора.Распространено отключение цифровой индикации барабана от движения указателя. [Рис. 9] Показанный индикатор EGT представляет собой герметичный блок. Шкала прибора находится в диапазоне от 0 ° C до 1200 ° C, с нониусной шкалой в верхнем правом углу и флажком предупреждения о выключении, расположенным в нижней части шкалы.

Рис. 9. Типичная система термопар для определения температуры выхлопных газов

Система индикации TIT обеспечивает визуальную индикацию на приборной панели температуры газов, поступающих в турбину.Можно использовать множество термопар со средним напряжением, представляющим TIT. Существуют двойные термопары, содержащие два электрически независимых перехода в одном зонде. Один комплект этих термопар подключен параллельно для передачи сигналов на индикатор кабины. Другой набор параллельных термопар выдает температурные сигналы в системы контроля и управления двигателем. Каждая цепь электрически независима, что обеспечивает надежность двойной системы.

Схема системы температуры на входе в турбину для одного двигателя четырехмоторного газотурбинного самолета показана на рисунке 10.Схемы для трех других двигателей идентичны этой системе. Индикатор содержит мостовую схему, схему прерывателя, двухфазный двигатель для привода указателя и потенциометр обратной связи. Также включены схема опорного напряжения, усилитель, индикатор выключения питания, источник питания и сигнальная лампа перегрева. Выход усилителя возбуждает переменное поле двухфазного двигателя, которое позиционирует главный указатель индикатора и цифровой индикатор. Двигатель также управляет потенциометром обратной связи для подачи гудящего сигнала для остановки приводного двигателя при достижении правильного положения указателя относительно сигнала температуры.Схема опорного напряжения обеспечивает строго регулируемое опорное напряжение в мостовой схеме, чтобы предотвратить ошибку из-за изменения входного напряжения источника питания индикатора.

Рисунок 10. Типичная аналоговая система индикации температуры на входе в турбину

Контрольная лампа перегрева в индикаторе загорается, когда TIT достигает заданного предела.Внешний переключатель проверки обычно устанавливается так, чтобы можно было одновременно проверять сигнальные лампы перегрева для всех двигателей. При срабатывании тестового переключателя сигнал перегрева моделируется в каждой цепи моста контроля температуры индикатора.

Цифровые приборные системы кабины не должны использовать индикаторы сопротивления и регулируемые датчики термопар с сервоприводом, чтобы предоставить пилоту информацию о температуре. Значения сопротивления и напряжения датчика вводятся в соответствующий компьютер, где они регулируются, обрабатываются, контролируются и выводятся для отображения на дисплейных панелях кабины.Они также отправляются для использования другими компьютерами, которым требуется информация о температуре для управления и мониторинга различных интегрированных систем.

Измерение общей температуры воздуха

Температура воздуха — ценный параметр, от которого зависят многие параметры мониторинга и управления. Во время полета статическая температура воздуха постоянно меняется, и точное измерение создает проблемы. Ниже 0,2 Маха простой резистивный или биметаллический датчик температуры может предоставить относительно точную информацию о температуре воздуха.На более высоких скоростях трение, сжимаемость воздуха и поведение пограничного слоя затрудняют точное определение температуры. Общая температура воздуха (TAT) — это статическая температура воздуха плюс любое повышение температуры, вызванное высокоскоростным движением самолета по воздуху. Повышение температуры известно как подъем плунжера. Датчики TAT-зондирования сконструированы специально для точного определения этого значения и передачи сигналов для индикации в кабине экипажа, а также для использования в различных системах двигателей и самолетов.

Простые системы ТАТ включают датчик и индикатор со встроенной схемой баланса сопротивлений. Воздушный поток через датчик рассчитан таким образом, что воздух с точной температурой воздействует на резистивный элемент из платинового сплава. Датчик спроектирован так, чтобы регистрировать изменения температуры с точки зрения изменения сопротивления элемента. При включении в мостовую схему указатель индикатора перемещается в ответ на дисбаланс, вызванный переменным резистором.

Более сложные системы используют технологию коррекции сигналов и усиленные сигналы, отправляемые на серводвигатель для регулировки индикатора в кабине.Эти системы включают строго регулируемое электропитание и мониторинг отказов. Они часто используют числовые показания барабанного типа, но также могут быть отправлены драйверу ЖК-дисплея для подсветки ЖК-дисплеев. Многие ЖК-дисплеи многофункциональны и могут отображать статическую температуру воздуха и истинную скорость полета. В полностью цифровых системах сигналы коррекции вводятся в АЦП. Там ими можно управлять соответствующим образом для отображения в кабине или для любой системы, требующей информации о температуре. [Рисунок 11]

Рисунок 11. Различные дисплеи ТАТ в кабине

Конструкция датчика / зонда ТАТ осложняется возможностью образования льда в условиях обледенения. Если датчик не нагревается, он может перестать нормально работать. Включение нагревательного элемента угрожает точному сбору данных. Нагрев зонда не должен влиять на сопротивление чувствительного элемента. [Рисунок 12]

Рисунок 12. Датчики общей температуры воздуха (TAT)

Инструменты метеорологии

Инструменты метеорологии Инструменты метеорологии W.К. Хокинг

1. Введение

Самые ранние инструменты, используемые для мониторинга погоды. чувства человеческого тела — особенно зрение, осязание (осязание), запах, и слух. В какой-то степени даже сегодня это самые важные инструменты, потому что, в конце концов, мы изучаем погоду, потому что хотим знать, как это повлияет на нашу повседневную жизнь, и это через наши чувства, что мы взаимодействуем с окружающим миром. Этот человек чувствительность к погодным условиям проиллюстрирована в прилагаемом диаграмма ( щелкните диаграмму , чтобы увидеть ее увеличенную версию).Человечество и Погода

Обратите внимание, что, как правило, в этом тексте вы можете щелкните любую диаграмму, чтобы увидеть ее в увеличенном виде. Новый образ появится в новом «всплывающем» окне. Закройте всплывающее окно, нажав на «х» в правом верхнем углу.

Основные параметры, которые мы изучаем применительно к «погоде» и «климат»:

(i) Температура воздуха
(ii) Давление воздуха
(iii) Влажность
(iv) Облака — наличие типов
(v) Осадки (дождь, снежный град и т. д.))
(vi) Видимость
(vii) Ветер
(viii) Солнечная радиация
Как только эти параметры известны, другие параметры, такие как точка росы, относительная влажность, точка замерзания и т. д. могут быть определены как «второстепенные параметры».
Несмотря на то, что эти разные явления влияют на нашу жизнь во многом оказывается, что человеческое тело не особо хорошо при количественной оценке этих характеристик. Вода, которая чувствует холод для одного человека может быть теплым для другого, в зависимости от того, что человек делал.Например, после купания в ледяном озере, даже вода с температурой воздуха может показаться теплой, а человеку кто в последнее время не погружался в такие условия, может рассмотреть такая же вода, как и прохладная.
Кроме того, иногда мы просто не очень хорошо умеем определять количество вещи. Пример — скорость ветра. Мы можем получить представление о скорости ветра по тому, как сильно он разносит листья на деревьях вокруг, но это не слишком эффективен зимой, если на деревьях нет листьев. Можно получить грубое представление о направлении, наблюдая за тем, где находятся объекты. взорван, или подняв мокрый палец на ветру и найдя ориентация, обеспечивающая наиболее быстрое охлаждение.Но эти методы являются лишь приблизительными, и ранним наблюдателям стало очевидно что необходимо больше количественных средств измерения.
2. Краткая история ранних инструментов метеорологии
Самые ранние инструменты были довольно простыми, и серьезные исследования атмосфера с научной точки зрения на самом деле не начиналась до тех пор, пока 1800-е годы. До этого инструменты были очень простыми. Примеры включают термометры, и флюгеры.
Простой чашечные анемометры были еще одной формой раннего инструмента, и иногда измеряли давление приблизительно (см. вкратце).
Даже с этими инструментами приложение часто было только качественным. Например, флюгеры (часто с добавлением металлической копии петуха для эстетический эффект (в этом случае их назвали «флюгерами»)). используется для немного большего, чем определение общего направления ветра, например дует ли он из скажите север или северо-запад.Чашечные анемометры измерили ветер скорость, но этот показатель не всегда фиксировался количественно.
В 1800-х годах несколько ученых начали проводить более подробные измерения. Они также заинтересовались атмосферой в широком смысле, включая верхняя атмосфера. Примерами такой работы были усилия Джеймса Глейшера (1809–1903), которому стало любопытно, что такое ложь «над» нами, и был первым человеком, который поднял воздушный шар на большую высоту. В 1862 году он и его пилот достигли высоты в диапазоне От 29000 до 36000 футов (никто не знает наверняка) (примерно 9000-11 200 метров — то же высота как Mt.Эверест), после чего упал в обморок из-за отсутствия кислород, низкое давление и низкие температуры. Он измерил давление на этой высоте около одна треть давления на уровне земли. Его пилот воздушного шара, хотя также близкое бессознательное состояние, смог открыть регулирующий клапан своими зубами и тем самым позволить воздушный шар снова поплыть вниз. Прикрепленное изображение показывает пилота отпустить клапан в этот критический момент. Пилот Глейшера отпускает клапан.
В развитии метеорологии было несколько критических периодов, и одним из них было научное применение средств измерения.Другой критические периоды включают развитие сложного компьютера моделирование для прогнозирования погоды и наступление космической эры, с выводом в космос метеорологических спутников.
3. Современные инструменты
В следующих разделах мы опишем различные типы современных метеорологические инструменты. Мы начнем с нижних слоев атмосферы, но также обсудим приборы для измерений на высотах до 100 км. позже.Мы также кратко упомянем более современные разработки.
Современные инструменты можно использовать в одиночку, но они наиболее производительны при использовании в сотрудничестве с другими инструментами. Часто инструменты помещаются вместе в МЕТЕОСТАНЦИЯ.
Метеостанции обычно измеряют давление, температуру, суточный максимум. и минимальная температура, скорость ветра, направление ветра, влажность, облачный покров, солнечная радиация (часто с несколькими длинами волн) и осадки. Хорошая метеостанция должна соответствовать довольно жестким требованиям.Например, они должны быть в открытом поле, чтобы местные постройки и препятствия не искажают измерения скорости ветра и направление. Они должны быть свободны от тени и должны встречаться с другими важные критерии. Все инструменты тоже нужно тщательно откалиброван и регулярно обслуживается.
На следующих фотографиях показаны примеры типов инструментов. использованные (щелкните маленькие фотографии, чтобы увидеть их в увеличенном виде).
Термометры являются одними из самых простых инструментов и измеряют температура.Первый термометр был изобретен Галилеем в 1592 году. В простейших термометрах используется расширение по трубке с жидкостью, например спирт или ртуть как индикатор температуры. Есть также адаптации этого принципа, которые позволяют термометрам используется для определения суточных максимальных и минимальных температур. Например, максимум температуры можно найти с помощью специального термометр, в котором трубка, в которой находится ртуть, «зажата» в какой-то момент, чтобы Меркурий мог пройти через него, но когда Ртуть отступает, когда температура остывает, часть выше зажатый участок остается.Таким образом, он действует как маленький клапан, оставляя ртуть позади, так что максимальная температура может быть прочитана позже. Я не буду обсуждать эти термометры максимальной и минимальной температуры. поподробнее тут — там довольно продолжительное обсуждение на страницах 75–77 вашего учебника (К.Д. Аренс, «Метеорология сегодня», 6-е изд., Brooks / Cole / Thomson Learning Book Co.)
Однако следует отметить, что не все термометры используют расширение. жидкости в стеклянной колонке, подобной показанной здесь.Современные устройства часто построены так, чтобы температура могла быть оцифрована на компьютере, и поэтому используйте электронные средства для измерения температуры. Для Например, в некоторых термометрах используется тот факт, что электрические сопротивление элементов резистора изменяется в зависимости от температуры. Другие используют свойства термопар. Если есть возможность записывать температуру в цифровом виде, конечно, нет необходимости иметь специальные устройства для определения температурных максимумов и минимумов, так как легко записывать данные с небольшими временными интервалами в течение всего дня, и затем используйте программное обеспечение для поиска в базе данных локальных максимумов и минимумов.
Давление датчики бывают самых разных форм. Первый был изобретен Торричелли в 1643 году. анероидные барометры а также Барометры ртутные.
Как показано на изображении барометра-анероида, в этом приборе используется на герметичном гибком блоке, который содержит воздух в фиксированном объеме. Как изменяется атмосферное давление воздуха, эта мембрана расширяется и сжимается, изменение положения стрелки на барометре. Барометры ртутные используйте откачанную трубку, и ртуть поднимается или опускается в этой трубке при изменении атмосферного давления, толкая Меркурий выше или ниже в трубке.
Некоторые более чувствительные инструменты полагаются на другие функции, связанные с давлением. Например, так называемые «микробарографы» достаточно чувствительны, чтобы они могут обнаруживать изменения давления величиной 1 Паскаль или меньше, и они используют крошечные кремниевые диафрагмы, прикрепленные к измерителю емкости для выполнения их измерения. Диафрагма изгибается в разной степени в зависимости от от внешнего давления, изменяя емкость присоединенного конденсатор. Данные с этих инструментов можно легко записать в цифровом виде, что позволяет исследования волн давления в атмосфере с высоким временным разрешением.Обычно их необходимо тщательно откалибровать по более традиционным микробарографы.
Дождемеры будет следующий пункт, который мы обсудим. В основном они включают тщательно откалиброванные сборные ведра. Используемая единица осадков равна глубине воды. который имел бы упала на землю, если ни одна из упавшей воды не могла побег (просачивание в землю или испарение) и если бы вода была равномерно распределена по всей земле.Таким образом, количество осадков «15 мм» означает, что если бы весь дождь был равномерно по ландшафту, он имел бы глубину 15 мм. Показаны примеры дождемеров. здесь. Первый — стандартный инструмент, второй — сконструированный. для непрерывной записи. Во втором случае вода из коллектора контейнер стекает в другой контейнер, который стоит на весах. Вес осадков поднимает руку записывающего пера, в котором записывается сумма, записанная на бумажной диаграмме.
Чтобы обеспечить автоматизацию и оцифровку, некоторые современные дождемеры (так называемые «опрокидывающиеся» ведра дождемеров ») высыпайте их содержимое на измерительную шкалу на регулярной интервалы (например, 1 минута), и содержимое взвешивается электронным способом и хранятся в цифровом виде. Общее накопление можно определить, суммируя все веса во время дождя.
Духовые инструменты будет нашей следующей темой. Для измерения ветра требуются два параметра — скорость и направление.Направление обычно определяется флюгером, и их бывают разные типы. Мы видели несколько более ранних примеров уже например , но более современные, как правило, менее эстетичны и более практичны. К ним также обычно прилагается прилагаемый прибор для измерения ветра. скорость тоже. Примеры приведены ниже.
Приборы для измерения ветра этого типа обычно называют ветроанемометры . Поскольку хвосты лопаток сконструированы чтобы быть обращенными против ветра, они обычно организованы с острием с другой стороны, которая указывает на ветер.Следовательно, они укажите направление от , в котором дует ветер.
Существуют и другие формы ветроанемометров, такие как тот, что указал здесь, который использует вентилятор для измерения скорости ветра и содержит флюгер как его хвост. Также возможно получить портативные анемометры скорости ветра, такие как один показан здесь. Они не так надежны для абсолютных измерений, но очень портативны. и удобен для периодических измерений на объектах, которые не иметь более сложный инструмент.Наблюдатель должен смотреть в лицо инструмент против ветра и записать отображаемый числовой вывод под вентилятором.
Высота облаков и видимость два других важных параметра, которые необходимы для метеорологических измерения. Оба используют оптические лучи разных типов — часто лидары. Например, облакомеры определить основание высоты облака, отправив вверх импульсами света к облаку. Столкнувшись с облаком, световые импульсы (частично) отражаются на землю, где они обнаружены.Время задержки между передачей и приемом световых импульсов используется для определения базовой высоты облаков. Инструменты видимости обычно измеряют снижение интенсивности узких световых лучей, проходящих через обозначенную область.
Применительно к облакам тоже не редкость записывать процентное соотношение облачного покрова, и часто для этого используются камеры кругового обзора. Простую камеру кругового обзора можно сделать, сфотографировав изображение, видимое в полированной металлической сфере с обычным радиусом 15-30 см.
Некоторые метеорологические объекты также включают специальные датчики для измерения солнечная радиация . Иногда это делается по всем длинам волн, и иногда это делается в дискретных диапазонах длин волн. Ультрафиолетовый видимая полоса — обычное дело для наблюдения из-за ее важности в отношении потери озона, но другие распространенные длины волн включают на какие растения наиболее чувствительны (особенно полезны для садоводство и садоводство).
Влажность — еще одна важная величина метеорологии (как абсолютная, так и относительная влажность), но в раньше было очень трудно дать количественную оценку, хотя человеческие существа очень чувствительна к этому.История измерения влажности довольно увлекательный и включает в себя несколько весьма оригинальных разработок.
Фактически, один из самых ранних инструментов для таких измерений был основан на чувствительность человека к влажности, и в частности чувствительность человеческая прическа! На прилагаемом рисунке показан ранний пример Гигрометр, В этом приборе используется тот факт, что длина человеческих волос изменяется в ответ на изменение длины волос. к изменениям влажности, при этом волосы становятся длиннее, когда относительный повышается влажность.Таким образом, при изменении влажности игла регулирует в положении, в ответ на изменение длины волос.
Такой прибор может показаться диковинкой, но на самом деле влажность измерительные приборы, которые зависели от человеческих волос, были обычным явлением на протяжении многих лет. Прикрепленная фотография показывает Гигротермограф. Этот прибор записывает влажность и температуру на бумажную диаграмму. (отсюда следует слово «график» в конце, а не «метр», чтобы указать, что прибор создает график по мере развития времени).Это показано с его крышка снята (крышка находится на левом конце рисунок). Этот инструмент использовался еще двадцать лет назад и снова зависел от человек волосы для измерения влажности. Человеческие волосы можно увидеть, простираясь от сверху вниз на правом конце инструмента — в данном случае несколько волос, образующих ленту волос, а не один волос.
Другой важный параметр, который можно использовать для измерения влажности, — это Психрометр.Показанный здесь инструмент имеет полное название — вентилируемый психрометр Assmann . Двигатель с пружинным приводом, заведенный ключом внизу, приводит в действие вентилятор, который протягивает воздух через лампочки двух термометров. Лампочка одного из термометры покрыты муслиновым фитилем, который смочен дистиллированная вода. Этот термометр с влажным термометром охлаждается за счет испарения. (за счет проходящего по нему воздушного потока, создаваемого вентилятором) до значения ниже температуры, показываемой сухим термометром.Расчет влажности осуществляется путем сравнения двух показаний. термометров, так как разница между ними зависит от влажности и давление (давление измеряется самостоятельно с помощью барометра). Фактически вентилируемый психрометр Ассмана был разработан. быть портативным инструментом, летать на воздушных шарах — что-то для которых нельзя было использовать гигрометры.
Этот вентилируемый психрометр Ассмана на самом деле является адаптацией многих старый инструмент, названный «пращевым психрометром», который работает на том же принцип как единица Ассмана.Однако с помощью стропного психрометра поток воздуха, который вызывает испарение из влажного термометра не создается вентилятором, а скорее вращение агрегата вокруг головы на большой скорости. Как и в случае с Единица Ассмана, влажность считывается из таблицы, в которой указано соотношение между разницей температур на влажном и сухом термометрах, и (относительная) влажность. Такую таблицу можно найти, например, в Агуадо и Берт, «Понимание погоды и климата», 2-е изд., Прентис-Холл, п.103. Аналогичную таблицу можно найти в приложении D к вашему учебнику.
В более поздних измерителях влажности используется конденсатор, состоящий из двух металлические пластины, разделенные тонкой полимерной пленкой. Пленка впитывает или выделяет водяной пар при повышении или понижении влажности, тем самым изменяя диэлектрическая проницаемость пленки. Это, в свою очередь, изменяет емкость единицы, которые могут быть записаны в электронном виде. Емкость затем можно преобразовать в показатель влажности, используя подходящие формулы преобразования.Эти инструменты очень портативны и можно откалибровать с достаточно высокой точностью.
Другие инструменты, которые используются для измерения влажности, включают: гигрометр электрический , гигрометр инфракрасный , гигрометр точки росы и ячейка росы . Электрический гигрометр пропускает электрический ток через пластина с углеродным покрытием и измеряет изменение сопротивления по всей длине пластина из-за абсорбции или высвобождения водяного пара при изменении влажности.Инфракрасный гигрометр измеряет поглощение инфракрасного света при его прохождении через воздух, абсорбция тем выше, чем выше абсолютная влажность. Гигрометр точки росы измеряет температуру, при которой происходит конденсация. производится на холодной плите и использует эту информацию для работы из влажности. Наконец, ячейка росы фактически измеряет давление паров воздуха напрямую. См. Учебник на странице 121. для дальнейшего обсуждения этого устройства (последний абзац на странице).
Это обобщает основные инструменты уровня поверхности, хотя список конечно не полный.Теперь перейдем к измерениям над поверхностью.
4. Приборы для измерения верхних слоев атмосферы
Хотя измерения на уровне земли явно важны, ученые давно осознали необходимость измерения и на больших высотах, если мы когда-нибудь действительно поймем наша атмосферная среда. Мы уже упоминали о полет на воздушном шаре Джеймса Глейшера, но более устойчивый верхний уровень исследования действительно начались к концу 1800-х годов, и в начало 1900-х, с творчеством Р.Ассманн (1845-1918) и Л. П. Тейссерен де Борт (1855-1913). Эти ученые разработали различные инструменты, которые могут работать во время полета на воздушных змеях и воздушные шары. Примером может служить вентилируемый психрометр Ассмана, которые мы уже обсуждали. Затем эти ученые разработали искусство управлять своими инструментальными коллективами на воздушных змеях, в самолетах и под воздушными шарами. Однако им все же нужно было собирать инструменты для записи данных.
Долгое время воздушные змеи были опорой метеорологических измерений, словно коробчатый змей показано здесь.Их использовали для поднятия инструментов, а затем может быть намотан, а оборудование восстановлено.
Даже в наши дни воздушные змеи иногда используются для специальных исследований. На следующем рисунке показана пара воздушных змеев (красный и черный). в некоторых недавние эксперименты. Другие современные исследователи использовали специальные воздушные змеи по форме напоминающие парашюты, используемые в современном трюк-парашютном спорте, и достигли высоты в несколько тысяч метров с помощью этих устройств.
Текущий рекорд максимальной высоты, достигнутой одним воздушным змеем. Судя по всему, принадлежит канадцу мистеруРичард Синерджи, достигший высота около 4 км в августе 2000 года. Вы можете увидеть его веб-сайт по адресу
Веб-сайт Ричарда Синергии
Тем не менее, воздушные змеи в конечном итоге были заменены в качестве основных верхних слоев атмосферы. платформы, как мы скоро увидим.
Большой прогресс в исследованиях верхних слоев атмосферы пришел с развитием радиотехники что позволило информации, хранящейся на инструментах, передаваться обратно на землю, так что даже если воздушный шар был утерян, у пользователя все еще будет копия информации.Vaisala в Финляндии был ключевым игроком в этой области, и его работа в этой области привело к развитию компании Vaisala, один из крупнейших производителей метеорологического оборудования в мир сегодня.
Сейчас воздушные шары запускают с тысяч площадок. по всему миру, перевозя специальные пакеты, в которых температура, давление и влажность. Обычно эти воздушные шары запускаются два раза в день, в 00:00 и 12:00 по Гринвичу. Время, хотя в другое время, безусловно, можно использовать для особых эксперименты.Радио методы также используется для отслеживания воздушных шаров (либо с использованием навигационных систем или методы GPS), так что скорость ветра на больших высотах также можно определить.
Из-за снижения атмосферного давления вне баллона, воздушные шары расширяются по мере подъема, чтобы поддерживать давление равновесие на внутренней и внешней поверхностях шара. В конце концов воздушные шары становятся настолько большими, что лопаются на в какой момент они падают обратно на землю. Обычно воздушный шар достигает высота 20-25 км, но специально разработанные воздушные шары могут достичь высоты 35 км.
Исследования воздушных шаров действительно начались скоординированно в с начала до середины 1900-х гг. На следующих фотографиях показаны примеры воздушные шары собирались выпустить во время Второй мировой войны. (Выпуск воздушного шара Второй мировой войны). (Выпуск воздушного шара Второй мировой войны).
Примеры более поздних выпусков баллонов показаны ниже. фотографий. (Щелкните изображение для увеличения.)
Эти воздушные шары несут с собой радиозонда . С годами эти инструменты стали меньше и легче.Они также относительно дешево — обычно в диапазоне от 100 до 200 долларов. Обычно воздушные шары летят на высоту около 20 км, после чего лопнул, как мы уже писали. К тому времени, как они лопнут, они часто дрейфовали по горизонтали на целых 100 км (в зависимости от ветровых условий). В некоторых случаях маленькие парашюты прикреплены к радиозондам, и они плавают вниз и иногда могут выздороветь. Однако чаще всего радиозонды отправляются без парашют, и радиозонд просто падает на землю и теряется.Стоимость восстановления этих радиозондов обычно превышает стоимость строительства новых для каждого полета. Зонды обычно делают с большим процентом пенополистирола, поэтому они достаточно легкие что они не причинят вреда при ударе о предмет на земле.
Сами радиозонды за эти годы претерпели значительные изменения. Современные зонды очень легкие и используют очень маленькие датчики. для определения температуры, давления и влажности. На следующем рисунке показано типичный современный радиозонд.Радиозонд Vaisala RS80. Фактические датчики находятся на небольшом рычаге, который выступает из картонная оболочка во время полета. Вся система питается от аккумулятор, активируемый водой.
Следующий изображение . показывает радиозонд после того, как он был открыт для экспертизы. Основная электроника расположена на небольшом печатная плата заскользила в пенополистирол (на оборотная сторона картины). Рука, указывающая вниз, держит датчики для определения температуры и влажности.
На следующем рисунке показан схематический (нажмите, чтобы увеличить) типичного радиозонда.
На следующем изображении показан вид на электронная плата который составляет основу электроники системы, и который получает данные и передает их обратно получателю на земля.
Ранее упоминалось, что помимо «стандартных» радиозондов-аэростатов как только что показанные, есть также специальные воздушные шары большего размера. размер, который может достичь большей высоты, прежде чем они взорвутся.Эти часто носите с собой озоновых зонда , специально предназначенные для измерения озон в стратосфере. Пример показан на следующем рисунке. (Нажмите, чтобы увеличить.) Эти инструменты имеют особое значение в настоящее время в связи с недавним озабоченность по поводу потери стратосферного озона из-за деятельности человека (антропогенного происхождения) влияет.
Интересно, что в последнее время воздушные шары пережили значительное возрождение. Примеры включают недавние попытки построить воздушные шары, которые могут оставаться в течение достаточного времени, чтобы они могли обогнуть мир.Первыми это сделали Пикард и Джонс, которые облетели земной шар. в марте 1999 г. в ремесле Breitling Orbiter 3 .
Подробнее об этом вы можете прочитать в ноябрьском выпуске журнала «Научный журнал» за 1999 год. Американский «. Для того, чтобы сделать воздушный шар, который мог оставаться в воздухе достаточно долго, а также необходимость активного участия метеорологов в направить воздушный шар в правильные ветровые условия для обеспечения его непрерывного поступательного движения.
Еще одна распространенная форма «аэрологической» платформы — это летательные аппараты. Могут существовать самолеты, которые могут летать на большие высоты — даже в стратосферу. и они часто используются для специальных экспериментов. Такой самолет были даже брошены посреди ураганов.
5. Ракеты и спутники
В предыдущем разделе мы неявно обрабатывали любую часть атмосфера над землей как «верхняя атмосфера». По факту, у ученых несколько более строгая номенклатура.Вы в курсе слоев атмосферы, определяемых температурой средние градиенты, т.е. тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера. Но ученые используют и другую классификацию. Район высотой от 10 до 100 км часто называют средняя атмосфера , а область выше 100 км является тогда «верхняя атмосфера». Долгие годы «средняя атмосфера» была часто упоминается как «игноросфера», поскольку мы были невежественны его характеристик. Однако в период с 1980 по 2000 год многие ученые (в том числе и этот автор!) работали энергично улучшить наше понимание этого региона.Это сделано специально для высотных аэростатов, радаров, оптических методы зондирования и построения изображений, лазеры и лидары, ракеты и спутники. Другие интересные инструменты включали исследования метеоров и даже исследования распространения звука. (Интересно, что стратосфера было впервые предположено из-за случайных наблюдений наблюдателей в отношении под звуки взрыва взрывчатки во время ВОВ — оказалось, что наблюдатели близко к источнику и в сотнях километров от источник, часто можно было слышать оба звука, но промежуточный наблюдатели не могли.Предполагалось, что это произошло из-за слоя теплого воздуха над тропосферой, преломляя звуковые волны обратно вниз к земле на больших расстояниях, и это предположение в конечном итоге оказался верным. Подробнее об этих более ранних типах исследований можно найти в книге А.П. Митры под названием The Upper Atmosphere , Азиатское общество, Калькутта, 1952 г. Обратите внимание, что в 1950-х, 60-х гг. и в начале 70-х, регион, который мы сейчас называем «средней атмосферой» считался частью «верхней атмосферы»).
Я не буду здесь обсуждать все эти техники. Обсуждение радар оставлен в другом разделе этого курса, и у меня про воздушные шары уже кое-что сказал. Полезное обсуждение лазеры и лидары можно найти на pcl.physics.uwo.ca и щелкните «Общее введение в Lidar». (Нажмите на стрелку «назад» в верхнем левом углу экран, чтобы вернуться на эту страницу.) Пассивный оптический методы здесь обсуждаться не будут, хотя они являются мощным самостоятельный класс техник, и их можно использовать для производить детальные изображения структуры волновых событий в средняя атмосфера.Я сосредоточусь здесь на ракетной технике и спутниках.
5 (i) Ракеты
Использование ракет для атмосферных исследований началось после Второй мировой войны, когда американские военные начали испытания Ракеты V2 которое было разработано в Германии как военное оружие, и которое США конфисковали. Их испытания включали запуск ракет на высокую высоту. высоты, и поскольку они будут летать в режимах высоты, которые были ранее неизвестны, они предложили ученым возможность для их, чтобы добавить на борт научное оборудование.Типы Добавленные инструменты были простыми и включали температуру и оборудование для измерения давления, оборудование для измерения космических лучей, и оборудование для изучения ионосферы. Телеметрия также была добавлен так, чтобы информация о приборе могла быть передана обратно к приемникам на земле для записи. Схема показана «полезная нагрузка» одной из этих более ранних ракет. здесь (нажмите, чтобы увеличить). Такие полеты положили начало исследованиям ракетной техники средней атмосферы.
После этих первых полетов, особенно в 1960-х и 1970-х годах, ученые приступили к разработке собственных ракет для средней атмосферы исследовать.Эти ракеты были меньше, чем у V2, но особенно предназначен для научных целей. Примеры таких ракет меньшего размера: показано на следующих изображениях, на которых сначала показана ракета на ее стартовая площадка а затем вид на ракету сразу после отрыв. (нажмите, чтобы увеличить).
Эти ракеты несут различную полезную нагрузку, а состав полезной нагрузки варьируется от ракеты к ракете, в зависимости от запланированного эксперименты. Примеры включают датчики давления, датчики плотности, масс-спектрометры, детекторы пыли (для обнаружения метеорной пыли), ионные датчики, зонды Ленгмюра, датчики электронной плотности и многие другие.Ученые постоянно думают о новых экспериментах, которые нужно провести, потому что Средняя атмосфера — захватывающий регион, содержащий явления относящиеся как к нейтральной, так и к плазменной динамике. В разделе ниже Я выделю лишь некоторые из множества проведенных экспериментов. Также следует отметить, что измерение температуры на этих большая высота — это не просто полет термометра через регион, потому что очень низкие плотности (и связанные с ними большая длина свободного пробега молекул) и высокие скорости ракет (километров в секунду) затрудняют работу более медленных датчиков реагировать достаточно быстро, чтобы делать значимые измерения.Специальные техники необходимо использовать даже для таких «простых» измерений, как температура, и в прошлых экспериментах использовались такие эксперименты, как измерение скорость звука на разных высотных режимах при взрывах гранат в качестве источники и измерения высот в атмосферном масштабе по давлению и изменение плотности с высотой.
Ветры и динамические движения являются ключевыми предметами исследования на этих большие высоты. Ветры очень сильные и очень переменчивые, особенно на высотах от 80 до 100 км.Один из первых методов измерения верхней ровный ветер должен был выпустить за ракетой след люминесцентного газа. как он летит вверх. Эти конкретные измерения лучше всего проводить на закате. или восход солнца. Тропа обдувается ветром, а также развивается. «опухший» вид из-за местной турбулентности, как показано здесь. Фотографируя эти тропы с земли, используя высокие разрешение камеры и использование нескольких камер, чтобы триангуляция может быть использован, можно определить оба ветра верхнего уровня (от дрейфует след), и сила турбулентности (от скорости расширение пухлого следа).Цифры на фото укажите высоту в километрах, как определено такой триангуляцией. Также интересно отметить, что на высотах выше примерно 103 км (в данном случае) тропа не пушистая, но имеет более «ламинарный» вид. Это происходит на более высоких высотах. потому что турбулентность не может легко развиваться на этих высотах из-за большое увеличение так называемой «кинематической вязкости» атмосферы. Последний термин — это количество, которое указывает, насколько легко (или иначе) он должен вызвать «вихревые движения» в воздухе — и в более высоких высоты, пытаться разжечь водовороты — все равно что пытаться создать их в меде! — верхние слои атмосферы очень вязкие.Область перехода между турбулентным и ламинарным движениями различается. от одного дня к другому, но обычно довольно резко, и где-то в районе от 95 до 105 км над уровнем моря. Дается название турбопауза.
Паровые трассы лучше всего работают на высоте от 80 до 100 км. На более низкой высоте используются другие процедуры. Одним из примеров является надувной падающая сфера (здесь показано, как человек держит в воздухе) который представляет собой легкую блестящую металлическую «кожу», надутую воздухом в верхней части траектории ракеты, а затем позволили упасть на землю.Поскольку он гладкий и металлический, его можно отслеживать с помощью радара с земли, и, следя за движением этого объекта, верхний уровень ветры можно определить. Другие процедуры включают выпуск тысяч крошечных металлических предметов. «иголки», которые снова развеваются ветром и могут быть отслеживается радаром.
Проводится много других ракетных экспериментов, но в настоящее время нет реальной регулярной всемирной программы ракет средней атмосферы измерения как программа радиозонда. Большая часть информации о долговременной изменчивости ветров средней атмосферы. с помощью радаров и спутников.Это подводит нас к следующей теме.
5 (ii) Спутники
По мере того, как ракеты становились все более мощными, в конечном итоге стало возможным использовать их для вывода спутников на орбиту. Первый успешный спутник выведен на орбиту российскими учеными и инженерами 4 октября 1957 г. и назывался «Спутник». С тех пор многие другие спутники выведены на орбиту. В настоящее время есть 8600 объектов на околоземной орбите, размер которых превышает 10 см. через.
Многие из этих спутников существуют для конкретных практических целей, как телекоммуникации и военное наблюдение, но другие размещены там для атмосферных исследований.Первый специалист метеорологический спутник был Спутник TIROS, который был выведен на орбиту в 1960 году. Вот вид на еще один исследовательский спутник. У этих спутников есть много разных приложений, от облачного мониторинга активность (часто на нескольких разных длинах оптических волн), запись стратосферный озон, измерение температуры средней атмосферы, фотографирование ураганы и измерение концентраций загрязняющих веществ. Недавние канадские Спутники использовались для наблюдения за полярным сиянием, измерения средней атмосферы. ветра (WINDII, специальный оптический инструмент на Спутник УАРС ) и измерить концентрацию загрязняющих веществ (MOPITT).Спутники предлагают глобальное покрытие, которое невозможно ни при каких условиях. другой отдельный инструмент, и, несомненно, будут основными инструментами во всех будущая работа, но они, как правило, намного более эффективны при параллельном использовании с наземными приборами, такими как радары и радиозонды. Будущее атмосферных исследований, несомненно, будет включать в себя все многие инструменты, которые я обсуждал.
Авторские права W.K. Хокинг, 2000.
Последнее обновление 31 октября 2000 г.
.

Приборы для измерения температуры — виды и принцип действия

Виды термометров по принципу действия

Контактные

Термометры сопротивления

Электронные термопары

Манометрические

Бесконтактные пирометры

Виды термометров по используемым материалам

Измеритель температуры | PCE Instruments

Как измеряется температура воздуха? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

IV. Немеханическое оборудование, приборы для измерениятемпературы, влажности воздуха и органолептическогоопределения качества продовольствия

Прибор для измерения температуры воздуха 9 букв

Ответы на сканворды и кроссворды

Похожие вопросы в сканвордах

Похожие ответы в сканвордах

термогигрометры и ☀ ☁ метеостанции

Термометры

Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:

Превышение влажности или слишком сухой воздух — чем опасно?

Психрометры

Метеостанции

Кухонные термометры

Измерение температуры воздуха — быстро и точно

Бестселлер: testo 925

Устройство для измерения температуры воздуха Testo предлагает следующие возможности.

Со стационарно установленными зондами h4>

С подключаемыми зондами

Со смартфоном

Температурные датчики

Приложения для вашего нового измерителя температуры воздуха

Зонды для измерения температуры воздуха

Физические предпосылки для температуры воздуха

Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Правильное измерение

Измеритель температуры воздуха с выходом в Интернет

Измерение температуры воздуха с помощью смартфона h4>

testo 905i в интернет-магазине h3>

Хотите измерить не только температуру воздуха? Здесь вы найдете именно то, что вам нужно.

Тепловизоры

Проникающие и погружные термометры

Регистратор данных с датчиком температуры воздуха

Измерение поверхностей

7 основных типов датчиков измерения температуры

1. Термопары

2.Приборы для измерения температуры резистивные

3. Инфракрасные датчики

4.

5. Термометры

6. Датчики изменения состояния

7. Кремниевый диод

Температура, измерение атмосферной температуры и относительной влажности

Измерение температуры | МЕТЕО 3: Введение в метеорологию

Термометры

Установка термометра

измерений

Температура воздуха

Осадки

Влага и температура почвы

Температура поверхности (кожи)

Солнечное излучение

Скорость ветра

Относительная влажность

Влажность

Подробная информация об измеренных параметрах

Приборы для измерения температуры в самолетах | Авиационные системы

Неэлектрические указатели температуры

Индикация измерения электрической температуры

Термометр электрического сопротивления

Ратиометр Термометры электрического сопротивления

Индикаторы температуры термопары

Системы индикации температуры турбинного газа

Измерение общей температуры воздуха

Инструменты метеорологии

Добавить комментарий Отменить ответ