Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy 2013. Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto



Samankaltaiset tiedostot
Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

6. Analogisen signaalin liittäminen mikroprosessoriin Näytteenotto analogisesta signaalista DA-muuntimet 4

Mittaustekniikka (3 op)

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät. Yleistä

Anturit ja Arduino. ELEC-A4010 Sähköpaja Tomi Pulli Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos Mittaustekniikka

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Virheen kasautumislaki

Digitaalitekniikan matematiikka Luku 1 Sivu 1 (19) Johdatus digitaalitekniikkaan

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Kone- ja rakentamistekniikan laboratoriotyöt KON-C3004. Koesuunnitelma: Paineen mittaus venymäliuskojen avulla. Ryhmä C

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

Fluke 170 -sarjan digitaaliset True-RMS-yleismittarit

PYP I / TEEMA 8 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS

Flash AD-muunnin. Ominaisuudet. +nopea -> voidaan käyttää korkeataajuuksisen signaalin muuntamiseen (GHz) +yksinkertainen

Signaalien datamuunnokset

Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka. Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

Tämä on PicoLog Windows ohjelman suomenkielinen pikaohje.

Oxix L I U E N N E E N H A P E N M I T T A R I BROCHURE FI 5.40 OXIX BROCHURE 1308

PYP I / TEEMA 4 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS

Nopea tiedonkeruulaitteisto radiokanavamittauksiin

Digitaalinen signaalinkäsittely Johdanto, näytteistys

Luokka- ja oliokaaviot

Mittausepävarmuuden laskeminen

Ongelmia mittauksissa Ulkoiset häiriöt

Kuulohavainnon perusteet

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Datalehti. Nivocap Kapasitiivinen pinnankorkeuden mittalaite. CHR-200 CAF-110 CTR-300 CFR-100 CTK-200

Signaalien datamuunnokset. Digitaalitekniikan edut

t osatekijät vaikuttavat merkittävästi tuloksen epävarmuuteen Mittaustulosten ilmoittamiseen tulee kiinnittää kriittistä

Esite. Paineen, ilmannopeuden ja ilmamäärän mittaus. Vaihdettavat moduulit. Suuri graafinen näyttö LIITÄNNÄT

11. kierros. 1. Lähipäivä

PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op)

83950 Tietoliikennetekniikan työkurssi Monitorointivastaanottimen perusmittaukset

Tulevaisuuden teräsrakenteet ja vaativa valmistus. 3D-skannaus ja käänteinen suunnittelu

Teknillinen korkeakoulu T Tietojenkäsittelyopin ohjelmatyö. Testitapaukset - Koordinaattieditori

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

Flash AD-muunnin. suurin kaistanleveys muista muuntimista (gigahertsejä) pieni resoluutio (max 8) kalliita

9. Polarimetria. tähtitieteessä. 1. Polarisaatio. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

PERMITTIIVISYYS. 1 Johdanto. 1.1 Tyhjiön permittiivisyyden mittaaminen tasokondensaattorilla . (1) , (2) (3) . (4) Permittiivisyys

Sääasema Probyte 2003

IR-lämpömittarityypit

Parametristen mallien identifiointiprosessi

TSI DP-CALC 5815 KÄYTTÖOHJE

IR-lämpömittarityypit

Fysiikan opinnot Avoimen yliopiston opiskelijoille

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Johdatus tilastotieteeseen Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

Tilastollisten aineistojen kerääminen ja mittaaminen

C-kasetin digitointi Audacity-ohjelmalla

LP-levyn digitointi Audacity-ohjelmalla

LP-levyn digitointi Audacity-ohjelmalla

Miten ja mistä tietoa kasvin kunnosta kasvukauden aikana? Mtech Digital Solutions Oy Mikko Hakojärvi

C-kasetin digitointi Audacity-ohjelmalla

SISÄLLYS - DIGITAALITEKNIIKKA

2. Sähköisiä perusmittauksia. Yleismittari.

KON C H03 Ryhmä G Samppa Salmi, 84431S Joel Tolonen, Koesuunnitelma

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Kosteusmittausyksiköt

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus

C-kasetin digitointi Audacity-ohjelmalla

Avokelanauhan digitointi Audacity-ohjelmalla

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, yhteenveto

PERUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

Supply jännite: Ei kuormaa Tuuletin Vastus Molemmat DC AC Taajuus/taajuudet

Muuntavat analogisen signaalin digitaaliseksi Vertaa sisääntulevaa signaalia referenssijännitteeseen Sarja- tai rinnakkaismuotoinen Tyypilliset

KÄYTTÖOHJE PEL 1000 / PEL 1000-M

Teemat. Vaativien säätösovellusten käyttövarmuus automaation elinkaarimallin näkökulmasta Tampere. Vaativat säätösovellukset

LP-levyn digitointi Audacity-ohjelmalla

KAASULÄMPÖMITTARI. 1. Työn tavoitteet. 2. Työn taustaa

Ene LVI-tekniikan mittaukset ILMAN TILAVUUSVIRRAN MITTAUS TYÖOHJE

Tietokoneen muisti nyt ja tulevaisuudessa. Ryhmä: Mikko Haavisto Ilari Pihlajisto Marko Vesala Joona Hasu

Anturit ja Arduino. ELEC-A4010 Sähköpaja Tomi Pulli Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos Mittaustekniikka

10. Polarimetria. 1. Polarisaatio tähtitieteessä. 2. Stokesin parametrit. 3. Polarisaattorit. 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria

Tuulen nopeuden mittaaminen

Electronisen nopeus ja matkamittarin kalibrointi laite huippunopeus muistilla.

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

Digitaalinen audio

BMEP004 / Lapputyö 1. Nousukorkeuden määrittäminen eri hyppytekniikoille ja kahta eri menetelmää käyttäen

A / D - MUUNTIMET. 2 Bittimäärä 1. tai. A / D muunnin, A/D converter, ADC, ( Analog to Digital Converter )

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Suodatus ja näytteistys, kertaus

Pinces AC-virtapihdit ampèremetriques pour courant AC

Vaatimusmääritelystä UML:n avulla

Ohjelmistoradio. Mikä se on:

Heinän ja säilörehun kosteusmittari

Oppituntitallennus lukiomatematiikan opetuksessa. Juha Pitkänen Kerttulin lukio Aurajoen toimipiste 2013

Mittaustulosten tilastollinen käsittely

Kosteuden. Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitos

Vuorovaikutukset ja kappaleet

1. Yleistä. 2. Ominaisuudet. 3. Liitännät

Kon HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Juha Henriksson. Digitaalinen pitkäaikaissäilytys Dr. Juha Henriksson Finnish Jazz & Pop Archive

Tik Tietojenkäsittelyopin ohjelmatyö Tietotekniikan osasto Teknillinen korkeakoulu KÄYTTÖOHJE. LiKe Liiketoiminnan kehityksen tukiprojekti

Transkriptio:

Kojemeteorologia Sami Haapanala syksy 2013 Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Kojemeteorologia, 3 op 9 luentoa, 3 laskuharjoitukset ja vierailu mittausasemalle Tentti Oppikirjana Rinne & Haapanala: Meteorologinen mittalaitetekniikka. Aerosolitutkimusseura ry, 2009. Kurssi perustuu pitkälti kirjaan Brock & Richardson: Meteorological Measurement Systems. Oxford University Press, 2001.

Kurssin tarkoitus Oppia ymmärtämään meteorologisten mittalaitteiden perusfysiikkaa Oppia ymmärtämään mittalaitteiden staattisia ja dynaamisia ominaisuuksia kuvaavat parametrit Oppia määrittämään staattiset ja dynaamiset parametrit

Kurssin alustava aikataulu 1) ke 4.9. Luento Johdanto, toiminnallinen kaavio 2) pe 6.9. Luento Mittalaitteiden staattiset ominaisuudet 3) ke 11.9. Luento Lämpötilan-, kosteuden ja paineen mittaaminen 4) pe 13.9. Luento Kalibroinnin arkipäivää 5) ke 18.9. Luento Mittalaitteiden dynaamiset ominaisuudet 6) pe 20.9. Laskarit 7) ke 25.9. Luento Tuulen suunnan ja nopeuden mittaaminen 8) pe 27.9. Luento Datan käsittely ja tallentaminen 9) ke 2.10. Luento Sateen ja säteilyn mittaaminen 10) pe 4.10. Laskarit 11) ke 9.10. Luento Yläilmakehän luotaukset 12) pe 11.10. Luento Asemaverkoston suunnittelu 13) ke 16.10. Laskarit 14) pe 18.10. Kertaus, vierailu Kumpulan synop-asemalle

Johdanto Mittari on laite, joka on vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa anturin avulla välittää tiedon jostain ympäristönsä tilaa kuvaavasta parametrista käyttäjälle Mittarissa on yleensä muitakin komponentteja Mittarin toimintaa voidaan kaavamaisesti kuvata ns. toiminnallisen kaavion avulla

Terminologiaa Mittalaite: Anturin, muuntimet ja näytön sisältävä kokonaisuus, jonka avulla tieto jostain ympäristöä koskevasta fysikaalisesta suureesta välittyy mittalaitteen käyttäjälle. Anturi: Mittalaitteen osa, joka on vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa ja jonka ulostulosignaali riippuu tästä vuorovaikutuksesta. Muunnin: muuttaa informaatiota kuljettavaa signaalia muodosta toiseen. Esimerkiksi virrasta jännitteeksi.

Terminologiaa Signaali: Informaatiota sisältävä suure, esim. jännite, joka on verrannollinen lämpötilaan. Analoginen signaali on jatkuva, esim. jännite, joka on verrannollinen lämpötilaan. Digitaalinen signaali: Signaali jonka informaatio vaihtuu askeleittain. Esim. numerot: 1,1; 1,2; 1,3... Syöte: Anturille sisään menevä signaali.

Toiminnallinen kaavio Ympäristö x Anturi y 1 Analoginen signaalin muokkaus y 2 Datan siirto y 4 Digitaalinen signaalin muokkaus y 3 Analogia-digitaalimuunnos y 5 Tallennus Näyttö Käyttäjä y 6 y 7

Anturi Anturi on mittarin osa, joka on vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa ja johon mitattava suure vaikuttaa välittömästi Se muuttaa fysikaalisen tilan (lämpötila, ilman kosteus, tuulen nopeus) helpommin käsiteltäväksi ulostulosignaaliksi (nesteen tilavuus, jännite, taajuus)

Analoginen signaalin muokkaus Anturin antama signaali muokataan helpommin luettavaan muotoon Usein signaalia on tarpeen vahvistaa Esimerkiksi ohut putki voimistaa lämpömittarin säiliössä olevan nesteen lämpölaajenemisen silmin nähtäväksi

Analogi-digitaali muunnos (AD-muunnos) Analoginen (jatkuva) signaali muunnetaan digitaaliseksi (diskreetti) tietokoneella tapahtuvaa jatkokäsittelyä varten AD-muunnoksen hyvyys riippuu aikaresoluutio näytteenottotaajuudesta signaaliresoluutio muunnostasojen määrä (muuntimen bittien lukumäärä) Esimerkiksi lämpömittarin lukeman kirjaaminen paperille säännöllisesti on jo eräänlainen AD-muunnos!

Digitaalinen signaalin muokkaus Signaalin käsittelyn mahdollisuudet tietokoneella ovat lähes rajattomat Usein signaaliin sovelletaan kalibrointiyhtälöä ja tehdään korjauksia jotka voivat olla epälineaarisia tai muuten monimutkaisia

Datan siirto Data pitää usein siirtää mittauspaikalta jatkokäsittelyä, tallennusta ja loppukäyttöä varten Siirto voi tapahtua fyysisesti kuljettamalla sähköisenä signaalina johtoja pitkiin optisena signaalina valokuitua pitkin radioaalloilla

Datan tallentaminen Datan tallennuksessa on huomioitava tallennusvälineen kestävyys ja käytettävyys Nykyään data tallennetaan esimerkiksi muistipiireille kovalevyille CD/DVD levyille Ennen esimerkiksi paperiliuskoille

Näyttö Yksinkertaisissa laitteissa näyttö voi olla asteikolla varustettu pylväs tai viisari Digitaalisissa laitteissa on usein numeronäyttö Kuvaruutunäytöillä voidaan dataa näyttää myös graafisesti

Esimerkki: nestelämpömittari 22 21 Näyttö: Asteikko, joka muuntaa elohopeapatsaan korkeuden lämpötilaksi Analoginen signaalin käsittely: Kapea putki, joka vahvistaa elohopean lämpölaajenemisen aikaansaaman signaalin. 20 19 18 Anturi: Elohopeasäiliö, joka on kosketuksessa mitattavan ympäristön kanssa.

Mittarin toimintaa kuvaavat parametrit Staattiset parametrit Kuvaavat mittarin käytöstä kun siihen vaikuttavat tekijät ovat ajasta riippumattomia Dynaamiset parametrit Kuvaavat mittarin käytöstä kun siihen vaikuttavat tekijät ovat ajasta riippuvia

Virheet Mittaustapahtuma on altis monille virhelähteille Mittaustulos on aina arvio mitattavasta arvosta Staattiset virheet deterministiset : hysteresis, jäännösepälineaarisuus satunnaiset: kohina Dynaamiset virheet esimerkiksi mittarin hitaus mitattavaan ilmiöön nähden Ryömintä mittarin vasteen muutos ajan kuluessa Altistus anturiin vaikuttaa muukin kuin haluttava kohde