Arbetsprincipen för ett väderinstrument av -metalltyp är främst baserad på olika hög-precisionssensorer och avancerad mätteknik för att uppnå real-övervakning av meteorologiska parametrar som vindhastighet, vindriktning, temperatur, luftfuktighet och atmosfärstryck. Följande är de specifika arbetsprinciperna för att mäta varje parameter i ett väderinstrument av metall-typ:
Vindhastighet och riktningsmätning:
Väderinstrument av metall-typ använder vanligtvis ultraljudsteknik för att mäta vindhastighet och vindriktning.
Enheten avger kontinuerligt variabel frekvens ultraljudssignaler och beräknar vindhastigheten och bestämmer vindriktningen genom att mäta utbredningstiden (dvs. den relativa fasen) för ultraljudsvågorna i luften.
Ljudhastigheten i luft överlagras på luftflödeshastigheten i vindens riktning. Om ultraljudsvågen utbreder sig i samma riktning som vinden kommer dess hastighet att bli snabbare; omvänt, om ultraljudsvågen utbreder sig i motsatt riktning mot vinden, kommer dess hastighet att vara långsammare.
Under fasta detekteringsförhållanden kan hastigheten för ultraljudsvågor i luften korreleras med en funktion av vindhastighet, vilket möjliggör beräkning av exakt vindhastighet och riktning.
Temperatur- och luftfuktighetsmätning:
Väderinstrument av-metalltyp använder hög-precisionstemperatur- och fuktighetssensorer för att mäta dessa två parametrar.
Temperatursensorer kan innefatta termoelement, termistorer (RTD) och halvledartemperatursensorer, som använder olika fysiska effekter för att omvandla temperaturförändringar till elektriska signaler.
Fuktsensorer använder typiskt kapacitiv eller resistiv teknologi, som mäter luftfuktighet genom att mäta förändringar i kapacitans eller resistans när luftfuktigheten fluktuerar.
Dessa sensorer kan känna av förändringar i den omgivande miljön i realtid och omvandla temperatur- och luftfuktighetsförändringar till elektriska signaler för digital bearbetning.
Atmosfärstryckmätning:
Väderinstrument av metall mäter atmosfärstrycket med hjälp av sensorer för barometertryck.
Barometriska trycksensorer använder i första hand piezoelektriska, töjningsmätare eller kapacitiva principer för att omvandla förändringar i atmosfärstryck till elektriska signaler.
Barometriska trycksensorer kan övervaka förändringar i atmosfärstryck i realtid, vilket ger viktig information för meteorologisk analys och prognoser.
