新型站数据故障诊断手册0227.docx
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新型站数据故障诊断手册0227
DZZ5型自动站数据故障
诊断手册
华云升达（北京）气象科技有限责任公司
2014年6月
目录
前言1
1温度要素故障诊断2
1.1传感器概述2
1.2温度测量信号流向图3
1.3故障现象和排查方法3
1.3.1故障现象描述3
1.3.2温度传感器故障排查方法4
1.3.2.1工具准备4
1.3.2.2故障诊断方法描述5
1.3.2.3无温湿分采情况下故障排查方法6
1.3.2.4含温湿分采情况下故障排查方法7
2湿度要素故障诊断10
3雨量传感器故障诊断11
3.1传感器概述11
3.2雨量测量信号流向图11
3.3故障现象和排查方法11
3.3.1雨量传感器故障现象11
3.3.2雨量传感器故障排查方法12
3.3.2.1工具准备12
3.3.2.2故障诊断方法描述13
3.3.2.3雨量传感器排查14
3.3.2.4通道故障排查14
3.3.2.5HY3000数据采集器故障排查14
4风向传感器故障检测16
4.1传感器概述16
4.2风向测量信号流向图17
4.3故障现象和排查方法：
17
4.3.1风向传感器故障现象17
4.3.2风向传感器故障排查方法17
5风速传感器故障检测19
5.1传感器概述19
5.2风速测量信号流向图20
5.3故障现象和排查方法21
5.3.1风速传感器故障现象21
5.3.2风速传感器故障排查方法21
6气压传感器故障检测21
6.1传感器概述21
6.2气压测量信号流向图22
6.3故障现象和排查方法22
6.3.1气压传感器故障现象：
22
6.3.2气压传感器故障排查方法22
6.3.2.1工具准备22
6.3.2.2故障诊断方法描述24
6.3.2.3传感器故障排查方法25
6.3.2.4采集器通道故障排查方法：
25
7地温26
8蒸发26
9能见度26
10称重降水26
11雪深26
12辐射26
13天气现象26
14云高仪26
前言
《DZZ5型自动站数据故障诊断手册》涵盖了自动站常见的传感器测量故障现象及诊断方法。
为便于用户查询，每个观测要素都独立成章，每一章包括传感器概述、信号测量流向图、故障现象与排查方法等小节，将与该传感器相关的故障及诊断方法汇总在一起。
1温度要素故障诊断
1.1传感器概述
工作原理
温度传感器用于测量温度，它实际上就是一个核心由金属铂制成的电阻，其名称为Pt-100铂电阻，它的基本测温原理是利用铂电阻的温度特性，温度升高其电阻值变大。
Pt-100铂电阻的测量是使用4线制标准测量方式，并满足PT385测温标准，其计算公式如下：
温度计算公式：
T=（Rt-100）/0.385
其中：
T为温度（℃），Rt为铂电阻测量值
Pt-100温度传感器的基本原理接线图如下：
图1温度传感器接线原理图
图1中为了便于说明我们将四根接线分别定义为1-4号线，测量1、2与3、4两端的电阻就可根据温度计算公式算出当前温度。
技术指标：
测量范围：
-50~+60℃
输出：
四线制电阻值
元件类型：
Pt100铂电阻
精度：
空气温度+/-0.2度
地温+/-0.3度
标准测量：
采用标准万用表测量铂电阻，用万用表200Ω电阻档测量1、2两端应为近似短路，同样3、4两端也应为近似短路，如果1、2或3、4端线缆较长（如有温度信号延长线或温度传感器为线长数十米的地温传感器）则其电阻一般应不大于10Ω。
1、2两端与3、4两端之间的电阻值根据测量时温度不同而大小不一，一般应为80-125Ω之间。
1.2温度测量信号流向图
图4.1无温湿分采的采集系统温度测量信号流向图
无温湿分采的采集系统，温度测量信号流向图标示了温度传感器由百叶箱感应温度直至HY3000数据采集器，测量出温度数值的测量通道的信号流向。
通过图4.1流向图我们可以看出，温度传感器的1-4端分别通过防雷板1-4通道接入HY3000采集器1*、1+、1-、1R采集通道，由HY3000数据采集器将温度信号转换为数字信息。
图4.2含温湿分采的采集系统温度测量信号流向图
含温湿分采的采集系统，与无温湿分采的采集系统温度方式测量不同。
通过图4.2流向图我们可以看出，温度传感器由百叶箱感应温度接入温湿分采温度插头的1-4端，由温湿分采将温度信号转换为数字信息。
这些温度数字信息，通过CAN总线进入防雷板20-21通道后，接入HY3000数据采集器。
1.3故障现象和排查方法
1.3.1故障现象描述
温度传感器的主要故障现象可归类为如下几点：
1、测量温度无。
2、测量温度与实际值偏差较大。
3、测量温度产生跳变。
1.3.2温度传感器故障排查方法
1.3.2.1工具准备
标准数字万用表一只拨至电阻测量200Ω档、小螺丝刀一只、见图5.1，笔记本电脑一台（内含串口调试助手软件）、USB-串口转换线一根、见图5.2，采集器测试线一根、见图5.3，双孔标准通讯线一根、见图5.4，大头针或曲别针一个（用于测量含温湿分采系统的温度传感器）。
小螺丝刀和数字万用表
USB-串口转换线
采集器测试线
双孔标准通讯线
1.3.2.2故障诊断方法描述
温度传感器故障的排查应根据温度测量信号流向图的信号流向进行，首先应检测温度传感器正常与否，确认温度传感器无故障后，就应确认通道是否正常。
确认通道无故障后，然后确认HY3000数据采集器是否正常，如果数据采集器正常，就只能证明系统接地不良。
通常情况下温度传感器故障只要排除了这四种情况，温度输出就应处于正常。
按照DZZ5的配置，分有温湿分采和无温湿分采两种类型进行故障排查，具体做法如下。
1.3.2.3无温湿分采情况下故障排查方法
1温度传感器排查
打开百叶箱内中的温湿度接线盒测量其中的接线排上温度接线
1.测量1、2两端电阻值，应为短路。
如阻值过大（大于5Ω），则说明传感器有故障。
2.测量3、4两端电阻值，应为短路。
如阻值过大（大于5Ω），则说明传感器有故障。
3.测量1、3或2、4两端电阻值，应为100Ω左右，如有短路或阻值过大（大于125Ω）、过小（小于80Ω）都说明传感器有故障。
2温度通道故障排查
无温湿分采的采集系统温度通道部分，是指从百叶箱接线排至HY3000数据采集器之间的所有硬件器材。
它包含了温湿度接线排、温湿度延长线、防雷板、HY3000数据采集器插头等连接部分。
如果测量插头1-4符合原理性要求标准，而采集器数据测量不正常，则说明通道故障有可能故障原因之一。
其排查方法如下：
1、检查温湿度接线排各个线缆是否连接可靠。
2、断开温度传感器1-4端（记录好温度传感器接线顺序），利用万用表二极管档测量线缆1至2、3、4、端、2至3、4端、3至4端是否有相互短路的现象，如无则进入第3项排查。
3、将温湿度接线排1至2短路，至HY3000采集器端拔开通道1插头测量通道1插头1-2端是否短路，如短路为正常，如不短路说明线缆故障。
4、同理，将温湿度接线排3至4短路，至HY3000采集器端拔开通道1插头测量通道1插头3-4端是否短路，如短路为正常，如不短路说明线缆故障。
5、如以上均为正常，分别测量防雷板1-4端是否与地板短路，如短路为故障，不短路为正常。
6、如以上1-5点均为正常，则先将所有接线及温度传感器，按图4.1温湿分采的采集系统温度测量信号流向图的接线方法恢复所有接线。
并将通道1插头插入HY3000采集器中。
3HY3000数据采集器故障排查
经过温度传感器故障排查和温度通道故障排查，如无问题则可以确认温度传感器及温度通道无故障，下面应进入HY3000采集器故障排查阶段，其排查方法如下：
1、取下RS232-1通道的插头，接入采集器测试线。
其中DB9针插头3脚与串口1通道Rx端连接、3脚与串口1通道Tx端连接，5脚与串口1通道G端连接。
2、将DB9针插头与USB-串口转换线连接后，接入笔记本电脑，打开串口调试助手软件。
3、发GMGD取分钟数据命令，观察温度传感器数据数分钟是否正常，通常温湿度传感器应为正常。
如所有接线正常，而数据采集器无温度数据，则表明数据采集器故障，或温度质量控制参数有错误（参照DZZ5用户手册查询质量控制参数是否与实际相符，发送SENSTT0获取通道是否开启）。
如所有接线正常，而数据采集器有温度数据，但温度数据无规则起伏大、乱跳，则说明有可能接地不良。
4系统接地不良故障排查
采集系统接地，一般是指如下部分的连接：
1、主采集器与采集器机箱底板之间的连接
2、机箱底板与防雷接地之间的连接
3、防雷接地线与大地之间的连接
4、主采集器端传感器连接线的屏蔽线与大地的连接
5、传感器屏蔽线与传感器延长线的屏蔽线之间的连接
6、防雷接地的接地电阻（应小于3Ω）
用万用表仔细检查这些点之间的连接是否有接触不良，就可排除温度跳动的故障。
1.3.2.4含温湿分采情况下故障排查方法
1温度传感器排查
断开百叶箱下面的温湿分采中的温度插头，将准备的大头针插入插头中，测量插头的电阻状况
1、测量1、2两端电阻值，应为短路。
如阻值过大（大于5Ω），则说明传感器有故障。
2、测量3、4两端电阻值，应为短路。
如阻值过大（大于5Ω），则说明传感器有故障。
3、测量1、3或2、4两端电阻值，应为100Ω左右，如有短路或阻值过大（大于125Ω）、过小（小于80Ω）都说明传感器有故障。
2分采温度通道故障排查
温湿分采的温度通道部分，是指从温度传感器至温湿分采之间的所有硬件器材。
它包含了温度传感器与温湿分采之间的插头、分采的温度测量通道等部分。
如果测量插头1-4符合原理性要求标准，而采集器数据测量不正常，则说明通道故障有可能故障原因之一。
其排查方法如下：
1、如传感器无故障，将温度传感器重新接入温湿分采。
2、断开温湿分采上的CAN总线插头
3、打开温湿分采的采集器盒盖，取下温湿分采RS232插头与接线插座的连接线，并将其放置于温湿分采外，以防短路。
将采集器测试线与串口通道的插头连接。
其中9芯插头的3脚与串口通道的1端连接、2脚与串口通道2端连接，5脚与串口通道3端连接。
4、重新将CAN线缆接入温湿分采CAN插座，再将9芯插头与USB-串口转换线连接后，接入笔记本电脑，打开串口调试助手软件。
5、发GETSECDATA!
取数据命令，观察温度传感器数据数是否正常，通常温湿度传感器应为正常。
如所有接线正常，而分采无温度数据，则表明分采故障。
6、如所有接线正常，而分采有温度数据，但温度数据无规则起伏大、乱跳，则说明有可能分采接地不良
3温湿分采与主采之间CAN通道故障排查
温湿分采与主采之间的CAN通道，是指从温湿分采至HY3000数据采集器之间的所有硬件器材。
它包含了温湿分采的CAN总线硬件部分、温湿分采CAN总线、防雷板、HY3000数据采集器CAN插头等连接部分。
如果温湿分采数据测试正常，而HY3000采集器数据测量不正常，则说明通道故障是可能故障原因之一。
其排查方法如下：
1、取下温湿分采CAN总线插头，检查其各个线缆是否连接可靠。
2、断开住采集器HY3000的CAN总线插头，利用万用表二极管档测量主采HY3000的CAN插头（含CAN线
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