為了實現地區降水量自動觀測，本文介紹了一種虹吸式傳感器的降水量采集系統的設計方案。本方案采用虹吸式降水量傳感器和自動統計計算軟件，實現了一種降水量采集系統。該降水量采集系統與維薩拉公司的翻斗式降水量觀測設備進行了精度比對試驗，試驗結果表明該采集系統給出的月、日、時降水量統計結果以及小時降水強度統計結果可信有效。

　　降水量傳感器

　　常用的降水量傳感器有翻斗式和虹吸式兩種。本設計采用的是R.M.YOUNG公司生產的50202 型虹吸式傳感器，該傳感器無活動部件，敏感器件為電容傳感器。傳感器的測量腔體和采集漏斗外部均有保溫和加熱裝置，用于融冰或化雪。雨或雪通過采集漏斗進入測量腔體。測量范圍為0~50 mm，測量精度為±1mm，輸出信號為0~5.00 V DC，對應0~50 mm 的液位高度。進行觀測時，降水通過傳感器的采集漏斗進入測量腔體，使測量腔體內的液位高度發生變化，液位高度的變化值即為觀測時段的降水量。當傳感器的液位高度達到50 mm 時，傳感器自動產生虹吸，虹吸時間為30 s 左右，虹吸后，傳感器的液位高度回到零。

　　信號采集器

　　信號采集器由電源模塊和數據采集板組成。電源模塊為降水量傳感器和數據采集板提供工作電源，數據采集板采集測量降水量傳感器的0~5.00 V DC 輸出模擬量信號，并將模擬信號轉換為液位高數字信號發送給數據處理終端。數據采集板原理圖如圖2所示。

　　數據采集板由中央處理器、模/數轉換電路和RS 232 通信接口電路組成。中央處理器采用AVR 系列單片機，該系列單片機具有高性能、低功耗的特點，處理器本身集成了10 位模/數轉換器和可編程串行通信接口，這使得數據采集板的外圍電路更為簡單。模/數轉換電路中采用的AD623 是一個集成單電源儀表放大器，它能在單電源（+3~+12 V）下提供滿電源幅度的輸出，AD623允許使用單個增益設置電阻進行增益編程，以得到良好的用戶靈活性。在無外接電阻的條件下，AD623被設置為單位增益；外接電阻后，AD623可編程設置增益，其增益最高可達1 000倍.AD623放大器對降水量傳感器輸出的0~5.00 VDC 信號進行預處理，處理后接入中央處理器的模/數轉換通道，對信號進行讀取。RS 232通信接口電路采用了MAX232芯片，這是一款兼容RS 232標準的芯片，由于電腦串口RS 232的電平是-10~+10 V，而單片機應用系統的信號電壓是TTL 電平（0~+5 V），MAX232 就是用來進行電平轉換的。CPU 通過模/數轉換通道讀取到的液位高值再通過RS 232通信接口發送給數據處理終端。