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3.2 Temperatur und Feuchtemessung:
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Die Temperatur und Feuchtemessung erfolgt über einen integrierten Thermo-Hygrosensor mit I
C
Schnittstelle. Die Leistungsaufnahme des Sensors ist selbst im aktiven Messbetrieb so gering, dass
praktisch keine eigene Verlustleistung des Sensors dessen Temperatur messbar erhöht.
Der Thermo-Hygrosensor wird durch ein Miniaturgehäuse mit diffusionsoffener Membran gegen
eindringendes Wasser geschützt. Aufgrund des winzigen Luftaustauschvolumens reagiert der
Sensor im Sekundenbereich auf Änderungen der Luft-Feuchte.
Der Sensor befindet sich auf einer steckbaren Leiterplatte, geschützt durch einen Wetter- und
Strahlungsschutz, und liefert daher auch unter Sonneneinstrahlung genaue Werte der Luft-
Temperatur und –Feuchte.
3.3 Luftdruck:
Der Luftdruck wird über einen MEMS- Sensor, basierend auf piezo-resistiver Technologie,
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gemessen und über eine I
C Schnittstelle ausgegeben.
Der Sensor befindet sich auf der steckbaren Leiterplatte, auf der auch der Hygro-Thermosensor
untergebracht ist. Auch der Luftdrucksensor wird durch ein Schutzelement mit diffusionsoffener
Membran gegen eindringendes Wasser geschützt.
3.4 Helligkeit:
Die Helligkeitsmessung erfolgt über 4 einzelne Fotosensoren, die in die 4 Himmelsrichtungen
schauend, im Deckel des Gerätes als SMD- Bauteile aufgelötet und unter einem Elevations-Winkel
von 50° aus der Leiterplattenebene nach oben gekippt sind.
Der Elevationswinkel von 40° entspricht dem mittleren vertikalen Sonnenstand (Tag-Nacht Gleiche)
in unseren Breiten.
Zur sinnvollen Abbildung der Intensitätsdynamik der Helligkeit über 5 Zehnerpotenzen geben die
Fotosensoren einen logarithmisch von der Helligkeit abhängigen Ausgangsstrom aus.
Dieser Strommesswert wird über einen AD- Wandler in einen digitalen Messwert gewandelt, über
die CPU als digitaler Wert weiterverarbeitet und im Telegramm oder als analoger linearer Messwert
in einem vorwählbaren Messwertebereich ausgegeben.
3.5 Niederschlag:
Zur Niederschlagserkennung und Bestimmung der Intensität wird ein Doppler-Radar-Modul
eingesetzt. Dieses Radar-Modul arbeitet auf einer international dafür vorgesehenen und
freigegebenen Frequenz mit einer abgestrahlten Hochfrequenz-Leistung von wenigen Milliwatt.
Das Radar-Modul befindet sich auf der Leiterplatten-Oberseite im Deckel des Gerätes (wie die
Helligkeitssensoren) und wird durch einen optisch und elektromagnetisch transparenten Deckel vor
Umwelteinflüssen geschützt.
Die Sende- und Empfangsantenne schaut senkrecht nach oben, dem Niederschlag entgegen.
3.5.1 Messprinzip Niederschlag:
Das Doppler-Radar sendet eine sehr kleine (mW Bereich) elektromagnetische Leistung
über ein Sendeantennen-Array aus. Ein Empfangsantennen-Array empfängt sowohl das
ausgesendete Signal, als auch das durch kleinste Partikel oder Tröpfchen reflektierte Signal.
Durch die Mischung des ausgesendeten Signals mit dem Rückgestreuten wird im Falle eines
Frequenzunterschiedes zwischen Sende- und Empfangssignal die Differenzfrequenz der beiden
erzeugt.
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