หลักการทำงานของเครื่องมือตรวจสภาพอากาศประเภทโลหะ-นั้นขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง-และเทคโนโลยีการวัดขั้นสูงต่างๆ เป็นหลัก เพื่อให้บรรลุการตรวจสอบพารามิเตอร์อุตุนิยมวิทยาแบบเรียลไทม์- เช่น ความเร็วลม ทิศทางลม อุณหภูมิ ความชื้น และความดันบรรยากาศ ต่อไปนี้เป็นหลักการทำงานเฉพาะสำหรับการวัดพารามิเตอร์แต่ละตัวของเครื่องมือวัดสภาพอากาศประเภทโลหะ-:
การวัดความเร็วและทิศทางลม:
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องมือตรวจอากาศประเภทโลหะ-จะใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิกในการวัดความเร็วและทิศทางลม
อุปกรณ์จะส่งสัญญาณอัลตราโซนิกความถี่แปรผันอย่างต่อเนื่อง และคำนวณความเร็วลมและกำหนดทิศทางลมโดยการวัดเวลาการแพร่กระจาย (เช่น เฟสสัมพัทธ์) ของคลื่นอัลตราโซนิกในอากาศ
ความเร็วของเสียงในอากาศจะถูกซ้อนทับกับความเร็วการไหลของอากาศในทิศทางของลม หากคลื่นอัลตราโซนิกแพร่กระจายไปในทิศทางเดียวกับลม ความเร็วจะเร็วขึ้น ในทางกลับกัน หากคลื่นอัลตราโซนิกแพร่กระจายไปในทิศทางตรงกันข้ามกับลม ความเร็วของคลื่นก็จะช้าลง
ภายใต้เงื่อนไขการตรวจจับคงที่ ความเร็วของคลื่นอัลตราโซนิกในอากาศสามารถสัมพันธ์กับฟังก์ชันของความเร็วลม ทำให้สามารถคำนวณความเร็วและทิศทางลมได้อย่างแม่นยำ
การวัดอุณหภูมิและความชื้น:
เครื่องมือวัดสภาพอากาศประเภทโลหะ-ใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นที่มีความแม่นยำสูง-ในการวัดพารามิเตอร์ทั้งสองนี้
เซ็นเซอร์อุณหภูมิอาจรวมถึงเทอร์โมคัปเปิล เทอร์มิสเตอร์ (RTD) และเซ็นเซอร์อุณหภูมิเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้ผลกระทบทางกายภาพที่แตกต่างกันในการแปลงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า
โดยทั่วไปเซ็นเซอร์ความชื้นจะใช้เทคโนโลยีแบบคาปาซิทีฟหรือแบบต้านทาน โดยวัดความชื้นโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงของความจุหรือความต้านทานเมื่อความชื้นผันผวน
เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมโดยรอบได้แบบเรียลไทม์ และแปลงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นเป็นสัญญาณไฟฟ้าสำหรับการประมวลผลแบบดิจิทัล
การวัดความดันบรรยากาศ:
เครื่องมือวัดสภาพอากาศที่เป็นโลหะจะวัดความดันบรรยากาศโดยใช้เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศ
เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศใช้หลักการเพียโซอิเล็กทริก สเตรนเกจ หรือหลักการแบบคาปาซิทีฟเป็นหลักในการแปลงการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า
เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศได้แบบเรียลไทม์ โดยให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการวิเคราะห์และการพยากรณ์อากาศด้านอุตุนิยมวิทยา
