自动站仪器电子技术基础

仪器技能实践

电子技术基础知识范雯杰中国气象局气象干部培训学院2012.12第一部分电子元器件识别

一、电阻1、特性：用来分压、限流，还可以与电容器组成滤波、陷波器等。属于一种耗能元件。2、参数识别：

电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。换算方法是：1兆欧（MΩ）=1000千欧（KΩ）=1000000欧（Ω）。电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。3、分类：（1）按材料不同分为：炭膜电阻（RT）、金属膜电阻（RJ）、金属氧化膜电阻（RY）。

（2）按阻值不同分为：固定式、可调式。

（3）按结构不同分为：圆柱型、管型、圆盘型、平面片状

4、电阻的标注方法：（1）紧靠电阻一端的为第一色环，也就是电阻阻值第一位有效数字，其余的有效数字沿着电阻体依次类推。（2）色环颜色所代表的数字以及允许偏差图表：色环颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色有效数字0123456789倍率10010110210310410510610710810910-110-2允许偏差%±1±2±0.5±0.25±0.1+50~-20±5±10±205、根据电阻的体积来判断电阻的功率额定功率（W）碳膜电阻（RT）金属电阻（RJ）长度（mm）直径（mm）长度（mm）直径（mm）1/8113.96~82~2.51/418.55.57~8.32.5~2.91/2285.510.84.2130.57.213.06.6248.59.518.58.66、四环电阻（普通电阻）、与五环电阻（精密电阻）的表示法：1、碳膜电阻（RT）特性：具有较好的稳定性，适用于高频电路，用色环标注。参数识别：１０×１０４＝１０００００欧＝１００Ｋ欧（Ω），误差±１０%，功率３Ｗ。

棕色第一位有效数黑色第二位有效数黄色倍数银色允许偏差(色标法)２、精密电阻（RT）特性：具有较好的稳定性，误差很小，适用于高频电路，用色环标注。参数识别：６３０×１０１＝６３００欧＝６．３Ｋ欧（Ω），误差±１%，功率１／４Ｗ。

蓝色第一位有效数橙色第二位有效数棕色允许偏差黑色第三位有效数棕色倍数(色标法)3、贴片电阻贴片电阻精密型普通型(数标法)阻值为220Ω，误差值一般标在外包装盒上阻值为10KΩ，误差值一般标在外包装盒上第一位有效数第二位有效数倍数第一位有效数第二位有效数第三位有效数倍数二、电容1、特性:

是一种储存电荷或者储存电场能量的元件。它是电路中常用的电子元器件之一，多用来滤波、隔直、交流耦合，交流旁路以及与电感构成振荡回路等。2、识别方法：

电容的识别方法与电阻的方法基本相同，分直标法，色标法、和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位换算如下：

1法拉=103毫法（mF）=106微法（uF）=109纳法（nF）=1012皮法（pF）容量大的电容其容量值在电容上直标标明，如10uF/16V

容量小的电容其容量值在电容上用字母表示字母表示法：1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF

数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。

如：102表示10×102PF=1000PF4n7=4.7×103PF=4700PF4、分类：

一、根据容量可分为两种：（1）固定电容，容量保持不变。（2）可变电容，容量可以改变。

二、根据性能、结构、用途可分为:纸介电容、薄膜电容、云母电容、玻璃电容、陶瓷电容、电解电容等。

1、瓷片电容特性：容量小、无极性，常用于高频旁路中。参数识别：（一）10×103PF=10000PF。

（二）10×102PF=1000PF，耐压3000V。

（一）（二）低压类高压类数标法

2、电解电容特性：容量有大、有极性，在电路中起滤波、耦合作用。有耐压、耐温要求。参数识别：容量10uF,耐压400V,耐温-40C。

直标法长脚正极“+”短脚负极“-”

3、涤沦电容特性：容量小、无极性，在电路中起通交隔直作用，交流性能好，有耐压要求。参数识别：容量47×102PF=4700PF，耐压400V，误差±5%（J）

数标法4、贴片电容贴片普通电容贴片钽电容参数为:容量10UF耐压为16V,有极性之分标记端为正极“+”参数为一般标在外包装盒上第三章电感1、特性：

具有储存磁场能量的作用，在电路中与电容构成滤波或谐振回路，它对交流信号起阻碍作用。2、识别方法：一般在电路图中电感符号用“L”表示，单位为亨利（H），1H=103mH，线圈的表示符号1mH=103uH。

固定式电感可调式电感四、

变压器特性：

变压器是利用互感原理将某一交流电压变换成同一频率的另一种交流电压的元件。主要作用是电压变换、电流变换、阻抗变换。变压器特性：交流变换大，有初级和次级之分参数识别：INPUT（输入）：230VAC频率：50HZ

OUTPUT（输出）：7VAC电流：200mA

电路符号直标法230V7V初级次级带黄腊套管的为次级五、晶体二极管1、特性：

晶体二极管的主要特性是单向导电，也就是在正向电压下导通电阻很小。而在反向电压的作用下电阻极大或者是无穷大。它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编程调制和静噪等电路中。2、识别方法：

小功率二极管的N极（负极），在外表大多采用一种色圈标出来，有些也用P极（正极）或N极（负极），发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。3、测试注意事项：

用数字万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极，此时测得出的阻值者二极管的正向导通阻值。普通二极管特性：起单向导电作用，有方向区分，涂颜色的一边固定为负极。参数识别：ＩＮ４００７，耐压１０００Ｖ，电流１Ａ。

稳压二极管特性：起稳压作用，有方向区分，涂颜色的一边固定为负极。参数识别：ＩＮ４７３９，稳压９．１Ｖ。

贴片二极管做标记一端为负极特性：具有单向导电特性，有方向区分，涂颜色的一边固定为负极。做标记一端为负极发光二极管特性：有发光作用，固定长脚为正，短脚为负极。参数识别：根据灯头直径识别，可参考原包装盒上的标识。

六、集成电路缺口对缺口进行插件特性：各种元件集合在一起组成的电路，体积小，使用方便，插件时要注意缺口对缺口，我们通常称为“IC”。参数识别：根据集成电路表面的丝印文字，选择当前所需的材料。

贴片式芯片七、保险管带帽带引脚不带帽、引脚带脚不带帽小型式特性：当电路电流超过额定电流时，保险丝将熔断，起保护作用。参数识别：一般标识在铁帽上，如1A/125V，代表额定电流为1A，额定电压为125V。

八、数码管特性：在电路中起数字显示作用,有方向之分。小圆点第二部分电子技术基础一、电压/电流/电阻物理量物理意义符号国际单位测量工具电流电荷定向移动IA电流表电压使电荷移动形成电流的原因UV电压表电阻导体对电流的阻碍作用RΩ二、数字万用表

知道万用表的基本用法，能够利用万用表测量万用表量程内直流电压、交流电压、电阻及通断等在国家级自动气象站及多要素区域自动站日常维修中常常需要测量的电参数，能够熟练使用万用表会对日常维修有非常大的帮助。万用表的测量

1.测量交流电压：

测量时没有极性问题（自动站市电）

2.测量直流电压：

测量时注意电压的极性（采集器直流供电）

3.交直流电流的测量：将万用表串联在被测电路中即可

4.电阻的测量：（温度传感器电阻值）

测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。模拟万用表与数字万用表注意事项

测量电参数时，一般使用万用表，请注意万用表的“档”、“量程”和“极性”。还请注意，万用表的“测笔”较粗，操作稍有不当，单笔同时触及二个“点”时，便会导致印制板线路短路。三、串行通信

串口相关知识说明： RS-232-C

RS-232针脚定义:1CD←CarrierDetect载波检测

2RXD←ReceiveData接收数据3TXD→TransmitData发送数据4DTR→DataTerminalReady数据终端就绪

5GND—SystemGround系统接地6DSR←DataSetReady数据设备就绪7RTS→RequestToSend请求发送8CTS←ClearToSend允许发送9RI←RingIndicator金属外壳接地串口隔离器它的作用是利用光电隔离原理，将采集器的收发信号和计算机的收发信号之间的地隔离开来，起到了防雷的作用，其有效隔离电压是可以隔离瞬间电压3000V；并同时利用串口窃点技术，对采集器和计算机之间的串口RS232信号进行驱动，使二者之间的信号得到有效的传输。四、ASCII码表五、模拟电路与数字电路的区别

1.电路的输入、输出信号的类型不同数电：工作信号是数字信号“0”“1”，且信号的幅度只有高低两种电平，数值上是离散的。模拟：随时间缓慢变化的信号，数值上是连续的。2.对电路的要求不同

数电：是实现输入输出的数字量之间实现一定的逻辑关系。

模电：要求电路实现模拟信号的放大、变换、产生。第三部分自动气象站组成一、自动气象站的基本原理标准传感器变化出来的电信号类型：数字量和模拟量两大类

▲数字量：脉冲频率量；开关量（通断信号）；数字电平信号。

▲模拟量：电阻；电流；电压（差分电压、单端电压）。二、传感器技术最常应用的传感器技术，包括：★材料特性：温度传感器、湿敏电容；★电磁转换：风向/风速、雨量、气压、土壤水分；★光电转换：能见度、天气现象、风、温廓线；★机电转换：固态降水、颗粒物的监测；★热电偶：各种辐射、热通量；★超声波：超声风速仪、水位、水深、雪深等；★影像识别：云观测等；二、传感器技术三、数据采集器技术对测量信号的处理方式

数字量：脉冲频率量，采用测频率（计数）或测周期（时间）的方式；开关量（通断信号），采用计数方式测量；数字电平信号，采用读取数字电平方式测量。

模拟量：通过A/D转换进行测量；（16位/串行A/D）A/D的性能决定着数据采集准确度问题。

三数据采集器技术对测量信号的处理方式

数字通道测量方式

周期测量方式

计数测量方式

计数门控数据通讯：

提供连接通讯设备的接口，完成观测数据的传输处理。自动气象站常用的通讯方式串口直接连接无线数据传输卫星通讯传输计算机以太网连接三、数据采集器技术三、数据采集器技术数据采集器的最小基本结构外部总线标准

外部控制总线也称现场测量总线，它首先是由工业控制行业发展起来的，外部总线技术具有以下特点：

◆一般只需要2根线（双绞线）即可进行数据传输。◆数据传输距离长。◆多点方式，一条总线可以挂接多个测量设备。◆数据通讯可靠。◆数据传输量小。

目前在气象探测方面应用比较多的总线标准是：

RS-485总线、CAN总线以及SDI-12总线四、自动气象站的基本组成结构RS-485总线的结构示意图RS-485标准可以进行长距离、多点的异步串行数据通讯。一条RS-485总线最多可以挂256个设备。只能现象“一主多从”的通讯方式。四、自动气象站的基本组成结构CAN总线的结构示意图

带有硬件控制器可以