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数据采集器/数据记录仪/CR1000X数据采集器/Campbell数据记录仪 在 Campbell Scientific，我们希望帮助您*大限度地利用数据采集器。您可能已经购买了数据采集器作为数据采集系统的核心，但不知道数据采集器可以为您做的所有事情。例如，您是否知道数据采集器上所有不同的终端、端口和连接选项都可以用于什么用途？下面，我们将向您介绍数据采集器接线板的各个部分，以便您*大限度地利用数据采集器获得的收益。 下图描述了通用数据采集器接线板*常见的部分： 1 - 传感器端子 数据采集器的接线板提供用于连接传感器的端子。这些终端使数据采集器能够测量、通信并为您的传感器供电。根据数据采集器的大小和复杂程度，它为传感器提供的输入连接的数量和类型会有所不同。 注意：不同的传感器产生不同类型的信号输出。为了让您的数据采集器能够解释传感器信号，传感器的信号输出必须与它所连接的数据采集器输入终端兼容。 根据您的数据采集系统的复杂性，您可能正在使用具有以下部分或全部常见传感器终端类型的数据采集器： · 模拟输入 · 脉冲计数器 · 开关电压激励输出 · 数字 I/O 端口 · 通讯端口 · 连续 5 V 端子 · 连续 12 V 端子 · 开关 12 V 端子 以下部分将简要讨论这些终端类型。 模拟输入 模拟输入包括电压和电流输入。模拟输入可以配置为进行单端测量（测量输入相对于地的电压）或差分测量（测量两个输入之间的电压）。 具有模拟输入的传感器多种多样，包括以下一些型号： · 空气温度和相对湿度传感器 · 机械风向传感器 · 太阳辐射传感器 · 应变计 · 水位、水位和流量传感器 脉冲计数器 数据采集器使用脉冲计数器记录某事发生的次数。例如，脉冲计数器用于测量开关闭合、低电平交流正弦波或高频脉冲。脉冲计数器对每次执行（扫描）的计数求和，从而可以确定速度、流量和降雨强度等变量。 脉冲计数器通常与以下任何传感器一起使用： · 触点闭合 · 流量计 · 机械风速传感器 · 翻斗式雨量计 开关电压激励输出 开关电压激励输出为电阻桥测量提供可编程电压激励。此外，这些终端可配置为向传感器或切换控制线提供稳压 3.3 或 5 Vdc 电源。 数字 I/O 端口 默认情况下，数字 I/O（输入和输出）端口配置为二进制输入，以执行检测状态或读取测量扩展外设等功能。此外，您可以将每个端口单独编程为控制输出，以物理控制外部设备。 通讯端口 通信端口用于实现数据采集器和各种智能传感器之间的数据传输。使用的通信协议可以是 RS-232、RS-485 或 SDI-12。 连续 5 V 端子 连续 5 V 端子是传感器和其他外围设备的稳压电源。 连续 12 V 端子 12 V 端子通常用作传感器和其他设备的非稳压连续电源。 开关 12 V 端子 开关的 12 V 端子用于为仅在测量期间需要电源的外部设备（例如传感器）供电。 您还可以使用开关的 12 V 端子在预定的传输间隔期间为您的通信设备切换电源，从而节省电力。 2 - 接地片 接地片将您的数据采集器连接到接地。数据采集器连接到大地，通过将瞬态电压与电子设备分流来保护它们免受附近的雷击。这还可以防止静电放电，并有助于确保无噪声模拟测量。 3 - 电源连接器 电源连接器提供螺丝端子，用于将数据采集器连接到其电源线。例如，电源连接器可用于连接 12 V 电池。在某些数据采集器上，您还可以将 16 至 32 Vdc 充电电源（例如电源转换器或太阳能电池板）连接到数据采集器。 4 - 以太网端口 数据采集器可能有一个以太网端口，通常用于与 Campbell Scientific 软件（如LoggerNet和LoggerLink ）进行 IP 通信。此外，它还可用于连接支持以太网的相机或传感器。 5 - 存储卡端口 数据采集器上的存储卡端口可让您执行以下操作：将数据采集器内部存储器保存到卡（例如 CompactFlash 卡或 microSD 卡），轻松传输，并使用存储卡读卡器上传数据。您可以将数据上传到异地的计算机。然后，可以处理您的数据以进行可视化、分析、共享、报告生成和长时间存储。 除了传输测量数据，您还可以使用存储卡传输您的数码相机图像、数据采集器程序和数据采集器操作系统——无需连接计算机。 6 - 多用途端口 多用途端口用于将数据采集器连接到智能传感器（具有内部测量和处理组件）、通信设备（例如蜂窝或无线电调制解调器）和测量扩展外围设备。 7 - USB 端口 微型 USB 端口主要用于数据采集器编程和测试。 在没有外部电源的情况下，与计算机的 USB 连接也为数据采集器提供 5 V 电源，这足以进行配置和进行一些测量。如果以太网或无线数据传输不可行，您可能需要依靠现场传输选项，例如将数据采集器连接到台式机或笔记本电脑的 USB 电缆。
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研究、气候监测、农业——都依赖于及时、准确的环境测量。大型环境网络和小型研究站都需要能够提供可靠数据的仪器。 土壤条件的测量通常是环境监测的重要组成部分。长期以来，寻找一种坚固耐用、成本低且易于使用的土壤传感器一直是一个挑战。Campbell Scientific 开发了 SoilVUE™10 来满足这些需求等等。 SoilVUE 10 使用 Campbell Scientific 专有的 TruWave™TDR* 技术，在一个非常坚固的一体化传感器中生成高分辨率土壤剖面数据。它在垂直剖面中的多个点测量土壤电导率、体积含水量和土壤温度——半米配置中的六个测量值，或一米版本中的九个测量值。 用户通过使用标准螺旋钻钻孔来安装 SoilVUE 10，并将仪器的螺纹外壳拧入孔中。这为传感器提供了良好的土壤接触，对孔壁的干扰很小，从而保持了测量的完整性。在一种情况下，多个传感器意味着比分散在土壤剖面中的多个单独传感器更简单的设置和更高的可靠性。 啮齿动物或农具造成的电缆损坏可能意味着必须挖掘传感器并扰乱现场。SoilVUE 10 上的电缆是可拆卸的，无需移动仪器即可更换。 该传感器非常适合长期部署。没有移动部件和坚固的外壳意味着*少的维护。SDI-12 数字输出适用于单一地点或大型网络。 SoilVUE 10 不会妥协。许多土壤监测系统需要复杂的设置，包括许多传感器和电缆以及大量时间和特殊设备来掩埋传感器。SoilVUE 10 以坚固、易于安装的格式提供大量、高质量的数据。 相关页面SOILVUE10 TDR 土壤剖面传感器 #土壤水分廓线传感器#
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您已经建立并运行了您的气象站，您的数据收集很好，然后一只鸟决定您的气象站是一个安家的好地方。这对鸟儿来说很好，但对您的设备性能或数据的准确性来说并不是那么好。你怎么能人道地鼓励你的新朋友在其他地方找到一个家？在本文中，我将为您提供六个技巧以及一些产品资源，以阻止鸟类对您的设备过于友好。 1 - 选择具有威慑力的传感器 选择满足您的应用需求（例如精度要求）的传感器后，请查看是否有可用的传感器选项或附件设计用于防止鸟类干扰。例如，您可以选择带钉条的雨量计以防止鸟类在雨量计上筑巢，或者您可以选择带有杆的网辐射计（例如NR-LITE2-L），以防止鸟类栖息在雨量计上。传感器。 作为另一个示例，WXT520 天气传感器具有可选的25300 鸟钉套件。钉钉套件可防止鸟类在 WXT520 上栖息而**它们。该套件固定在传感器顶部，尖刺朝上。尖峰的形状和位置确保对风雨测量的干扰*小。 2 - 创建一个“钉床” Campbell Scientific 三脚架和塔架提供抗紫外线电缆扎带，例如17592和7364 。 将这些电缆扎带绑在风监测仪的机身上，以防止鸟类降落在传感器上。拉紧系带的自由端。与其将领带修剪回锁定端，不如让领带的自由端朝上，形成“钉床”。 您还可以使用这些系带创建一个“钉床”，以防止鸟类降落在桅杆和横臂上，甚至是声波风速计的臂上。 3 - 使用鸟类控制线 使用管夹，您可以将一条防鸟线绑在翻斗式雨量计的漏斗上。电线的针头应向上延伸到漏斗之外，以防止栖息。 4 - 提供另一种栖息选择 如果鸟类有另一种栖息选择，它们可能会不理会您的设备。如果可行，您可以在远离设备的地方安装一个栖木。如果这不是一个选项，您可以安装一个高于风传感器的横臂（仅供鸟类栖息）。只需确保将鲈鱼放置在任何其他设备的正上方即可。 5 - 使用钓鱼线 在鸟类着陆区的顶部伸展钓鱼线。确保钓鱼线在您的设备上方 2 到 3 英寸（5.08 到 7.62 厘米），以帮助防止干扰您的测量。 6 - 安装一个逼真的诱饵 考虑安装视觉威慑物，例如逼真的猫头鹰诱饵。安装猫头鹰，使其摆动并且不会成为鸟类习惯的静态人物。例如，一只鹰可能更倾向于攻击猫头鹰的诱饵而不是你的装备。 其他资源 以下是一些提供鸟类控制产品的公司的示例，您可能会发现这些产品对您有所帮助：Bird-B-Gone – 产品包括鸟刺、网、威慑、驱虫剂和视觉鸟类威慑。Bird-X – 鸟类产品包括尖刺、网、视觉恐惧和捕食者诱饵。Nixalite - 鸟类控制产品包括鸟刺、网、驱虫剂和威慑剂。
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便携式自动气象站采用嵌入式技术，可用于测量风速、风向、气温、气湿、气压、全辐射、雨量、蒸发、土壤温度、土壤水份等各类气象数据。 系统采用模块化设计，可根据用户需要（测量的气象要素）灵活增加或减少相应的模块和传感器，任意组合，方便、快捷的满足各类用户的需求。 系统自带显示、自动保存、实时时钟、数据通讯等功能。该自动气象站有技术先进，测量精度高，数据容量大，遥测距离远，人机界面友好，可靠性高的优点，用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域，也适合学校和科研机构使用。内置电子罗盘(另选配)，可用于车、船等移动平台。 一、概述 便携式自动气象站采用嵌入式技术， 可用于测量风速、风向、气温、气湿、气压、全辐射、雨量、蒸发、土壤温度、土壤水份等各类气象数据。系统采用模块化设计，可根据用户需要（测量的气象要素）灵活增加或减少相应的模块和传感器，任意组合，方便、快捷的满足各类用户的需求。系统自带显示、自动保存、实时时钟、数据通讯等功能。该自动气象站有技术先进，测量精度高，数据容量大，遥测距离远，人机界面友好，可靠性高的优点，用于气象、海洋、环境、机场、港口、工农业及交通等领域，也适合学校和科研机构使用。 内置电子罗盘（另选配），可用于车、船等移动平台。 该便携式自动气象站、安装简便、可根据现场伸缩支架可灵活安装于监测地点，随测随走。 该便携自动气象站可收起后体积小、便于携带。 二、自动气象站组成 数据采集器、传感器、计算机软件、便携伸缩支架、保护箱、防护箱； 1、数据采集器 2、气象要素监测软件： 气象要素监测软件在电脑上运行，可显示实时气象数据、历史气象数据，及各类气象统计图表并有打印功能； 3、常用气象要素名称测量范围分辨率准确度大气温度传感器-50～80℃0.1℃±0.2℃大气湿度传感器0～1 0 0%RH1%RH±3%RH大气压力传感器100～1100hP0.1hP0.1%FS风速传感器0～60m/s0.1m/s±（0.3+0.03V）m/s风向传感器0～359°1°±3°
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从技术上讲，由于反照率是从表面反射的太阳辐射的一部分，因此无法在夜间量化反照率。 在计算反照率时，重要的是要记住，当辐射读数非常低时，与该比率相关的误差会很大。例如，当太阳下降到地平线上的较低位置时，反射和入射辐射的比率变得毫无意义。 反照率可以从同时传入和反射的总辐射表读数中计算出来，并存储平均值。这两个日射强度计信号都应处于差分输入模式。 在夜间，上部总辐射表面对寒冷的天空，导致圆顶变冷，读数为负值。（例如，读数可能为 -2 到 -7 W/m 2，具体取决于天空条件。） 相比之下，较低的总辐射表面向地面，可能更暖或更冷。读数不太可能是正数，甚至可能是 -2 W/m 2。 原则上，两个负值可能导致夜间反照率为 0.5。 由于使用的数据记录器的输入分辨率、噪声和偏移量，任何单独的总辐射表读数不太可能**为零。根据所使用的配置，数据记录器记录的小于 2 W/m 2的任何正辐照值实际上可能小于零。 如果上日射强度计读数、下日射强度计读数或两者均小于 2 W/m 2，则反照率值应描述为“未定义”或“无效”。 另一种方法是当通量值变小时不计算反照率。例如，为将在反照率计算中使用的*小通量值设置截止点。 如果正在计算太阳位置，另一种方法是使用太阳位置计算，例如地平线以上 1°。 产品详细参数可点击下方链接： 荷兰Kipp&Zonen CNR4四分量净辐射传感器
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如果您有CR1000、CR3000或CR6，您的数据记录器有 4 MB* 的静态随机存取存储器 (SRAM)，当前编译的程序与一些数据记录器和通信设置一起存储在其中。（*如果您有一个序列号小于 11832 的 CR1000 数据记录器，则您的数据记录器只有 2 MB 的 SRAM。）因此，大约有 3.7 MB 的内部存储器可用于终数据存储。 现在，3.7 MB 可能听起来不像是很多存储空间，但对于许多数据记录器应用来说，这已经足够存储一年多的数据了！例如，考虑一个气象站，它将 10 个变量（例如，气温、土壤温度、气压、风速、风向、降水量等）的平均值 存储到三个表中，以 15 分钟、每小时和每天为间隔. 如果我们假设这三个表是自动分配的（即编程为几乎同时填满），这三个表需要 1,533 天才能填满 3.7 MB 的空间。那是4年多！当然，这是一个电池永不耗尽、自然灾害永不发生的**世界。 一般的经验法则是，在收集数据之前，您不应存储超过您可以承受的损失的数据。换句话说，如果您有能力丢失一个月的数据，那么您应该多久收集一次数据。因此，虽然 3.7 MB 对于许多数据记录器应用程序来说已经足够了，但如果您需要存储高频数据，您可能需要为数据记录器添加外部存储器。 提示： 程序运行后，您可以确认数据填充时间。在 LoggerNet 的 Connect 屏幕中，单击Station Status菜单项，然后单击Table Fill Times选项卡。 当您尝试确定外部与内部存储器需求时，以下是一些需要考虑的变量：每个数据存储输出周期要存储的数据点的数量和分辨率 — 要存储的数据是高分辨率（每个数据 4 字节）还是低分辨率（每个数据 2 字节）？不要忘记考虑时间戳和记录号内存要求（16 字节）。数据存储速率——数据将以什么速率存储？会有多个数据表吗？数据收集之间的时间——数据收集之间经过了多长时间？
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1.如果连接到NR-LITE2-L的电缆需要延长大约 15 米，是否可以添加自制的延长电缆？可以，只要使用正确的电缆 AWG。此外，延长点应防水。电缆总长度不应超过 100 英尺，因为沿电缆的信号耗散可能会变得太大。 2.如何使用 NR-LITE2-L 计算 ETo？ 必须对净辐射测量进行缩放，以给出在调用带有ETsz()指令的输出表之间的时间段内接收到的每平方米总兆焦耳 (MJ/m 2 )。（这通常是扫描间隔。）如果传感器按比例输出通量，则需要将值转换为兆焦耳。例如，如果输出通量单位为 W/m 2，则将通量值乘以扫描间隔（以秒为单位）再乘以 10 -6以将值转换为兆焦耳（即 MJ = W x scan x 10 -6）。 3.NR-LITE2-L 对风敏感吗？ NR-LITE2-L 的校准在零风速下进行。在任何其他风速下，灵敏度都会降低。已经表明，这种灵敏度的降低小于每米/秒风速读数的 1%，并且这种影响基本上与辐射水平无关。有关这方面的更多信息，请参阅说明手册“概述”部分的“对风速的敏感性”小节。 4.使用 26120 安装套件可以安装哪些净辐射传感器？ 我们所有现有和退役的净辐射传感器都可以使用该套件进行安装。这些包括： 电流传感器：CNR4-L、NR-LITE2-L 和 NR01-L 退役传感器：CNR1、CNR1-L、CNR2-L、NR-LITE-L 和 Q7.1-L 5.NR-LITE2-L 能否同时处理短波和长波反照率？ 反照率是从地球反射回太空的太阳能（短波辐射）的一部分。它是地球表面反射率的量度。由于该传感器不产生长波和短波辐射的单独分量，因此无法正确计算反照率。 6.净辐射计应该安装在哪里？ 安装净辐射计，以便在1天中的任何时候都不会受到树木、建筑物、桅杆或安装它的结构等障碍物的阴影。 建议在远离主气象站结构的空旷区域安装一个净辐射计，并安装在单独的垂直桅杆上。如果需要将此传感器安装在主高塔（30 英尺或更高）上，则传感器应安装在塔的顶部。在北半球，传感器应朝南。在南半球，传感器应朝北。如果塔使用太阳能发电系统（即太阳能电池板），请确保将太阳能电池板安装在远离主塔的位置。 6.如果传感器自动附带校准表，其中包含哪些信息？ 校准表中包含的信息因传感器而异。对于某些传感器，该表包含对数据记录器进行编程所需的系数。对于其他传感器，校准表是通过/失败报告。 7.某种特定传感器可用的线缆尾端选项列在网站的什么位置？ 不是每一种传感器都有不同的线缆尾端选项。通过查找传感器产品页面的订购栏 (Ordering tab) 中的两个位置，可以检查某种特定传感器的可用的线缆尾端选项： 如果传感器以 –ET, –ETM, –LC, –LQ, 或 –QD 等版本的型号供应，那么线缆尾端选项已经反映在该传感器的产品型号中。例如，034B 以 034B-ET, 034B-ETM, 034B-LC, 034B-LQ, 和 034B-QD 等型号供应。 所有其它的线缆尾端选项，如果可用，会列在该传感器产品页面的订购栏 (Ordering tab) 中的线缆尾端选项 (“Cable Termination Options) 区域。例如，034B-L 风速风向传感器具有 –CWS, –PT, 和 –PW 等线缆尾端选项，显示在 034B-L 产品页面的 订购栏 (Ordering tab) 位置。 注： 当更新的产品添加到我们的库存中时，一般来说，我们会在单个传感器的产品型号下面列出多种线缆尾端选项，而不是创建多个产品型号。例如，HC2S3-L 具有 –C 线缆尾端选项用于连接到 CS110，而我们并没有使用 HC2S3-LC 产品型号。 产品型号 线缆尾端选项列表 对 Campbell Scientific 传感器而言，有哪些可行的不同线缆长度选择？ 大多数 Campbell Scientific 传感器的型号中都带有 –L，它表示用户指定线缆长度。如果传感器型号名称列有 –LX (这里 “X” 是其它的某个字符), 那么该传感器需要用户指定长度，但线缆尾端会配有用于某个**系统的特殊快速接头： 如果一个传感器的主型号数字的后面没有被指定 –L 或其它的 –LX 字符，那么该传感器将具有固定的线缆长度。在产品页面订购栏中 (Ordering tab) 的描述字段的末尾，会列出线缆的长度。例如 034B-ET 型号的描述字段含有信息：Met One风传感器适用于ET气象站，67英寸线缆
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分 SunScan介绍 SunScan冠层分析系统通过测量作物冠层PAR值提供了关于影响田间作物生长的限制因素的有价值的信息；SunScan探测器也可被用来描绘作物冠层PAR的分布图。 植物的光照吸收和单位体积内生物数量的增加有着直接的关系。不同类型植物将光子转化成生命物质的能力不同。SunScan 系统提供了便利的工具来计算和分析植物冠层截获和穿透的光合有效辐射（PAR ：Photo-synthetically Active Radiation）。它提供了关于作物穿透的光合有效辐射的重要信息， SunScan探测器 搜图 SunScan探测器是一支1米长， 内嵌64个光合有效辐射传感器的的探测器。它通过RS-232串行接口与PC或DCT1型手持式掌上电脑相连。无论何时进行读数，所有的传感器都会被扫描并将读数传到终端或PC上。 沿着探测器，平均光照水平会被计算出来，如果要绘制详细的PAR分布图，所有分布的传感器的读数都可被逐一读出。在探测器手柄上有一个操作按钮可被用来便捷地按需要来测得读数；或者将读数通过掌上电脑或PC的程序控制一次传送到掌上电脑或PC。读数单位是PAR通量（μmol m-2 s-1）。 探测器有一个舒适的，平衡性很好的手柄来降低手臂的疲劳。探测器上有一个气泡水平仪来指示探测器的水平。 漫射系数传感器（BFS） BF3型漫射系数传感器综合了直射和漫射PAR传感器，能很容易地计算出作物冠层的PAR以及直射光与漫射光（the beam fraction）的比例关系，无论阳光从哪一个方向射来，总有暴露在直射光下的PAR传感器和被遮蔽的同时存在。因此可以同时测量出直射光总截获PAR和遮蔽直射光束时漫射光PAR。BFS内置一个气泡水平仪和微型罗盘来校正其排列的准确性。BFS用一根10米长的电缆与SunScan探测器相连，电缆1长可延伸到100米。三脚架可用来安放BF3。 数据分析和储存 掌上电脑： PDA是一种从SunScan探测器采集和分析读数的、轻便的掌上电脑。在野外，原始数据和诸如传输分数（transmission fraction）、叶面积指数(LAI)等原始函数能被SunData软件显示、回顾和保存。如果需要，批量的数据可以取平均值。采集终端的触摸式键盘很容易识别，上面有数据显示和储存格式的选择。 数据储存在内存卡上。采集终端内置2M贮存器来存储数据。收集到的数据能被传送到PC机作进一步分析。在基于Windows系统的PC机上，Activesyne操作软件提供了便利的文件传输和数据管理。 SunData软件 通过均匀冠层传输光的高级模型被发展并用在分析软件中。这种模型由Campbell(1985)、Norman和Jarvis(1975)建立，并对下列因素进行了说明：直射和漫射的截获光天顶角冠层的叶面积系数冠层的叶角分布叶面PAR吸收传输系数 天顶角是通过当时的时间、经度和纬度来计算的；冠层叶面角度分布和叶面吸收由用户估算；其余计算LAI所须的变量可直接测定。 由于直射和漫射截获光的作用关系是在相同时间内作为被传输的PAR由物理方法测量的，数据可以在相对与早先的设备宽许多的日光条件下取得。这种传输模型在天顶角过大的情况下**计算LAI是比较困难的，因此我们建议在阳光很强且接近太阳较低时不要进行测量。 SunData 软件能够自动读取由用户定义的间隔从1秒到24小时的读数和平均数。这种方式可被用来获取一段时间内冠层 PAR 的整体读数。 SunData 软件也可用在笔记本电脑上。有些人可能偏向于使用笔记本电脑，而笔记本电脑在电池寿命等方面远比不上掌上电脑。 PC为数据采集设备 一般来说，SunScan探头可由PC来操作，小配置要求： MS-DOS3.3,或更高；512k RAM；80X25字节显示；；3.5英寸软驱。 校准(Calibration) SunScan 的探测器和散射系数可用**的PAR量子传感器在模拟自然状态的标准日光灯下校准。传感器的光谱和余弦响应接近于理想响应，在末期大幅下落。一些在正常日光条件下发生的错误可能是由于部分光谱响应很小，在人造光条件下，测量值的值有较大的偏差也是可能的。然而，由于漫射系数传感器和SunScan探测器是相互匹配的，且计算都是基于传送光和截获光的比率，实际上，这就不是问题。 SunScan 的探测器必要时能够针对漫射系数传感器由用户自己校准，探测器中的每个传感器的校准值都被储存到固态存储器中。 第二部分 SunScan系统的相关理论 §2-1 叶面积系数理论（LAI theory） 在这一章我们会尽可能详细地解释SunScan 是如何计算叶面积系数的，并将说明在真实冠层应用中的限制和附加条件。 叶面积系数计算方法中的因素（Ingredients of the LAI computation method） 以下是影响结果的三个主要部分：几何分析（Geometric analysis） 首先我们要分析光线穿过冠层后会发生什么情况。因此，我们需要对冠层的状况，例如是否整齐、冠层的随意性及冠层的总吸收等做一些假设。对此Campbell于1986年提出了通过冠层的单一直射光束（the Direct solar beam）的椭圆叶角分布函数。这个函数通过单一参数，即椭圆叶角分布参数（ELADP），可以描述很多不同类型的冠层。 Wood 接着对Campbell的在整个天空中通过相同冠层的散射光的分布函数进行了积分描述，由于传输的散射光是不同的，而且在实际中直射光和散射光通常都结合在一齐，因此进行积分描述是很重要的。实践中的分析表明叶角分布对散射光有直接的影响，而这一点通常不被重视。 对没有直接解析结果的函数进行积分运算必须建立合适的数学模型和计算函数，这改进了Campbell初的模型并能提供很高的精度。 二、不**吸收（Incomplete absorption – more elaborate analysis ） 上述分析是基于“黑叶”的，而实际的叶片要反射或散射掉一部分照在它上面的光。一般来说，仅有大约85%的截获光会被吸收。这就意味着在实际中，冠层叶片在吸收光的同时，也在反射光，这就使得情况变得很复杂。 由于在实际中被截获光中任何部分的光线都会由于反射或散射而发生改变，这也就意味着穿过冠层的光线的空间分布会发生变化。因此仅考虑光线中的垂直部分是不够的（象余玄校正传感器测量一样），还必须考虑光线中的水平部分。这也是Wood的分析系统中考虑半球反映传感器（可同时测量光线中的水平和垂直部分）的原因。 随着计算机的高速发展，以前不可能模拟的状况现在已是可行的。Wood使用计算机模型对“黑叶”进行积分分析并计算出了通过整个冠层范围的光强和截获光参数。方程的使用性和可逆性（Equation fitting and inversion） 计算机模型的结果相当**，但并不适用于在野外操作。一台运行速度很快的计算机来处理计算模型中任何给定条件下的传送光都需要一段时间，而Psion的掌上终端并不是一台快速的计算机。模型是通过给定的LAI来计算光的传输值，而SunScan系统是用来测量光的传输值的，，这就是说，函数需要通过逆运算推出LAI，而这一过程是相当麻烦的。 注意：Wood的SunScan方程是有版权的，他们允许你在科技研究和学术出版物中应用，但在其余方面，你必须与他们签署许可协议。 理论与实践（Theory versus reality） 我们认为Wood的SunScan方程**地反映了基于假象条件下的模型，但其会受限于许多不明确的因素，如：在进行基础分析时，真实冠层结构与假象的简化模型匹配不当。在估算冠层的椭圆叶角分布参数（ELADP）数值时小范围的不确定因素。 有了以上的提示，冠层LAI的计算值，即便不是很**，也可提供冠层的有效趋势（例如冠层在一个季度的生长），也可有效比较不同冠层的相似结构（例如相同类型的不同作物的试验田）。如果你能经常比较对SunScan系统的测算值与实际收割的样品做比较，就可以校正真实冠层类型与SunScan假象模型间的系统误差。 如果你愿意，你能够通过设定一些相应的参数值将SunScan方程演化成便于逆运算的简化方程，例如，设置ELADP为1024（水平叶片），吸收率为1.0，就可以进行简化的Beer法则（Beer’s law）的逆运算。 Wood的SunScan冠层分析方程 （Derivation of Wood’s SunScan canopy analysis equations） 主要假定（The major assumptions） Campbell假象的冠层是这样的：无限大、均匀的水平板，叶面随机地均匀分布在椭球体表面。截获光包括来自顶角的点光源（直射光）和相当强度的天空中每一点的散射光（**阴天）。冠层有足够大的LAI，从冠层下方地面的反射光可以忽略不计或地面与冠层有相似的反射系数。对于叶片截获的光线，总吸收部分为a。剩余部分被以相同的趋势整齐地反射掉。 冠层吸收的Beer法则（Beer’s law for canopy absorption） Beer法则适用很多情况，光线被冠层吸收，Beer法则表达了截获光子或光线的吸收状况，对于均匀、无限大、随机分布的以全吸收叶片构成的冠层，冠层上部水平平面上的辐射通量密度IO、太阳辐射通过叶面积指数L的冠层后的辐射通量密度I间的关系为： I = IO · exp (- K·L) 其中，K是消光系数，它与叶角分布和截获光有关，K = 1表示**水平的叶片。 Campbell的椭圆叶面角度分布方程 (Campbell’s Ellipsoidal LAD equations) Campbell提出了一个用于计算以相同的比例和对称面，分布在以纵轴为轴心的椭圆旋转体表面的叶片的消光系数K的方法，椭圆旋转体的垂直半轴为a，水平半轴为b，椭圆叶角分布参数 x = b / a ,消光系数可用下式表示： √x2 + tan2(θ) x + 1.702 (x + 1.12 )-0.708K（x,θ） = 其中，x为ELADP θ为直射光束的天顶角。 (1.47 + 0.450x + 0.1223x2 – 0.0130x3 + 0.000509x4)（x2 + 1/tan2 (φ)）1/2K =或表示为： 其中，x 为ELADP φ为入射光的倾角。 漫射光的传播（Transmission of Diffuse Light） Campbell的分析只是基于诸如直射光等特殊光照情况。即使在很强的阳光下，直射部分占总截获光线的比例也很少超过80%，因此截获光中穿透的漫射组分也很重要。 有人误认为漫射光的消光系数与冠层的叶面角度分布无关，事实上并非如此，下面的图形显示，漫射光的传输并不遵循简单的Beer法则曲线，因此不能被描述成简单消光系数，特别是在LAD为水平时。 设天空在半球的每一弧度上光线均匀， 天空中在角θ的辐射由下式给出： R = 2·π·sin(θ)·dθ 在水平表面上的光线可用下式表示： IO = 2·π·sin(θ)·cos(θ)·dθ 对半球积分可以得到总的辐射： IO =∫0π/2 2π·sin(θ)·cos(θ)·dθ=π 对于天空中的每一条带，传输辐射可由下式表示： I = IO · exp (- K·L) 其中，K表示Campbell方程中的消光系数。 于是，总传输辐射可表示为： I=∫0π/2 2π·sin(θ)·cos(θ)·exp (- K（x,θ）·L) dθ 传输分数τ可由I/IO给出： τdiff(x,L) =(1/π)·∫0π/2 2π·sin(θ)·cos(θ)·exp(-K（x,θ）·L)dθ 叶面积指数传 输 分 数该积分运算x的范围在0到1000之间；L的范围在0到10 之间，三种不同x值的曲线如下图： LAI的计算精度（Accuracy of LAI calculations） 通常我们使用传输光来测算LAI时，SunData软件函数计算值在LAI小于10且天顶角小于60°时与全模拟计算出的LAI值的差距在±10%±0.1。 在太阳很低且光线很强的时候对高垂直叶片进行测量会产生很大的误差，使用者应尽量避免在这种条件下进行测量。 事实上，大的误差来自于真实冠层与理想化的模型之间的差别。 天顶角的计算（Calculation zenith angles） 天顶角通过经度、纬度、由当地“实践天文学”给出的等同于标准天文学的时间。这些给出的天顶角的精度要高于0.1°，日出和日落时间不超过几秒钟。 小结（Summary） 基于假象的冠层下方传输光的**计算的计算机模型已被设计出来，这个模型可用来计算诸如直射光角度、直射光强度、叶面角度分布、叶面吸收、叶面积指数等各种参数。经过计算机数小时的运算后，运算结果被收集并找出合适的函数。 SunData软件使用近似函数通过野外测量的数据来计算LAI。由SunData软件计算出的LAI值与全模拟计算出的LAI值的差距在±10%±0.1。 §2-2吸收率和ELADP值（Advice on absorption and ELADP values） 吸收率(Absorption) 吸收率为被叶面吸收的截获PAR的百分比。 大多数叶片吸收率值在0.8~0.9之间，通常以0.85作为默认值 仅必需时，才调整吸收值，比如，你在测量较厚的叶片或较薄的透明叶片。 ELADP ELADP是椭圆叶面角度分布参数 ELADP是描述冠层叶片水平与垂直趋势的一种方法 冠层的叶片被假定以相同的趋势和比例分布一个以纵轴为对称轴的椭圆旋转体的表面。叶面角度分布可被描述成一个单一参数，即椭圆体的水平与垂直轴的比值： ELADP = H / V 叶面角度分布也可被描述成椭圆球体水平投影面积与垂直投影面积的比值。ELADP为1.0时，表示叶面角度分布为球形，即所有的叶面角度均相同；很高的ELADP(如1024)表示一扁平的椭圆体，即所有的叶面均为水平；很低的ELADP(如0.0)表示一瘦高的椭圆体，即所有的叶面均为垂直的；大部分作物的ELADP在0.5-2.0之间。 设置ELADP (Setting ELADP) 将默认值设为1（球状叶角分布）是一个好的起点 如果你无论如何也不能估算出ELADP, 可设ELADP为1.0。你可以采用不同的ELADP值在同一地点对同一冠层进行测量来检查在野外作业中ELADP对结果的影响有多大，并比较LAI的计算值。 在田间估计ELADP （Estimating ELADP in the field） 如果冠层叶片在水平或垂直方向上表现出明显的优势，那么选一具代表性的小的冠层区域。对在垂直方向上超过45度角（即接近水平）和低于45度角的叶片进行计数，如叶片为弯曲的，则取大部分叶片所代表的角度。ELADP可通过水平叶片的数量（Nh）除以垂直叶片的数量（Nv）再乘以π/2而估算出来出： ELADP =πNh / 2Nv 引入π/2 是因为在事实上，垂直叶片都分布在纵轴周围，对于任何光线来说，一些叶片会被直接照射，而另一些叶片只会被小部分照射，在效果上，椭圆体分布有被近以步近似成圆柱体分布。 如果你将ELADP设为1024，将吸收率设为1. 0 ，LAI的计算将会等同于基于“黑叶”、水平叶片的简化Beer’s法则的逆运算式。 平均叶角和ELADP的关系（Relationship between Mean Leaf Angle and ELADP） 平均叶面角和ELADP的关系可如下描述（据Wang&Jarvis）,结果如图： 图 主叶角 椭圆叶面角度分布参数 第三部分 实验设计(Experiment design) 本部分讨论了测量目标和因素，它可帮助你回答如下问题：所需的设备所需要采集的数据是否必须等待合适的测量的时间和合适的气侯因素 你计划的研究类型，比如，生长时期截获的太阳辐射，或者冠层结构等决定了年中的实验时间和实验的持续时间。 一些冠层类型（不整齐的冠层）使用SunScan系统不能直接获得LAI读数，但可以描述不同高度的冠层沿横切面的三维光分布特性，在下面的讨论中我们简称其为“PAR图”。 回答上述的问题是比较复杂的，下面的内容可作为主要相关问题的一个参考。 上层冠层测量需求(Above-canopy reference requirements) 本部分涉及测量冠层上截获的PAR，同时也可对测量冠层下部进行测量。问题焦点在于是否使用BFS。 漫射系数传感器（Beam Fraction sensor） 因为可在少的限制下进行测量，BFS与SunScan探头连接是的选项。然而对于某些类型的冠层来说，这种方法是不足取的。 其次的选择是在冠层上下使用SunScan探头（不用BFS），但必须在光照水平不会快速变化时测量。 独立的PAR传感器（independent PAR sensor ） 如果上述方法不可行，你则必须依赖探头上独立的传感器所截获的PAR。除了缓慢的改变光照水平，你也可以在一地点定期对读数平均，此外直接的LAI读数是无效的。这是一种麻烦的情况，在下面的分析中这种情况通常不采用。 在这种状况下，通常你不能使用SunData 软件来合并单独传感器上传输的PAR（transmitted PAR）和截获的PAR（incident PAR）以求得LAI。 直射和漫射光的组分（Direct and Diffuse component） 假如你使用SunScan在冠层上方进行测量(使用或不使用BFS)，以下的表格概括了你是否需要测量截获光中的直射部分和漫射部分。如果你不需要分别测量，可用BFS来快速设置是比较有益的（当设置正确后，不用重新调整阴影环）。研究类型仅测量总截获的PAR截获光中直射和漫射部分组分拦截系数是否LAI否是PAR绘图是视情况而定 冠层类型和BFS的应用（Canopy type and BFS practicalities） 冠层类型是下一个要求确认的参数。一般来说，冠层上方测量的读数会比较接近或高于SunScan探头的位置的读数。较高的冠层要达到此要求则需要一定的技巧。如果你想利用BFS来获得LAI读数，则必须将其置于冠层顶部并正确设置阴影环的位置。冠层类型选 项评 述低BFS已连接，如必要时，使用延长电缆，电缆较长则需要处理低没有BFS较慢，需要缓慢改变的光照状况高设计一轻便的BFS装置，使用延长电缆有时较好，但检查BFS阴影环较困难高使用脱离冠层的空旷地（不需要BFS）需要稳定的光照状况，光照可能被部分覆盖高使用独立的传感器获取冠层上方的PAR需要缓慢改变的光照，需要时对读数平均，LAI读数无效 冠层类型和叶面积指数（Canopy type and LAI estimates） 许多冠层的类型在用SunScan计算LAI时与假定的冠层结构并不一致，,下面的表格给你提出建议是否适合于你的冠层。，你可以阅读LAI理论一章来更详细的理解。下一章中将对冠层的叶角类型（ELAPD 参数）和叶面吸收的意义做较详细的说明。冠层类型评 述低矮，均匀的（如谷物、实验田）对LAI较合适低的，有规律，但不均匀（如成行的农作物）对LAI测试有疑问，显示出无效的趋势可进行PAR绘图独立的树或灌木（如果园中的果树）仅可进行PAR绘图散落的植被（如灌木从）仅可进行PAR绘图高、不均匀、不丛生（如人造林）理论上适于LAI，但对冠层顶部参数测量有一定的难度高、丛生的植物（如天然丛林）仅可进行PAR绘图 冠层取样体积(Canopy Sampling volume) 当计算LAI时,要清楚SunScan探头所能监测到的冠层体积，在进行采样设计时需用此值进行计算。 对于直射光，SunSCan仅可监测到探头和和阳光之间一米宽的部分。对于漫射光，SunScan可监测到更大的体积，包括以探头为中心，与冠层有相同高度的体积，但在探头上方的冠层对漫射光的作用。这两种孑然不同的取样体积在测量直射光和漫射光时要取相同的光照面积。 这就意味着在强光下，冠层取样的体积较小并要**界定。随着光强的降低，取样体积增加，并且界定限制也会降低。 的光照和气象状况（Preferred light and weather conditions） 这将严重影响着你的田间操作。限制因素评 述1天中的测量时间根据所处的地理位置和季节，的测量时段为正午前后各3小时，参考下面的两种情况。天顶角当太阳较高时测量较容易，如果过于接近垂直角度，Probe和BFS，特别是LAI会出现错误的截获光水平高于200umol-2s-1，低于此值时**度会下降光照水平的变化率使用BFS时，尽仅须避免阴晴的剧烈变化 ；当不使用BFS时，需要缓慢变化的光照条件；不使用BFS测量LAI时，需要直射光和漫射光组分变化缓慢的光照条件。**阴天，或**为晴天SunScan 的LAI模式可处理这两种状况，通常晴天时结果较理想。多云的情况下也可达到满意的效果。 第四部分 田间测量过程 在田间测量前你必须检查设备如电池的状态、内置干燥剂等，对此如要详细了解，可参考仪器的维护这一章节。 野外探头操作（Probe handling in the field ） 在前面的章节（测量操作和实验设计）中介绍了你所需要使用的设备（包含或不包含BFS）以及你所要测量的参数类型（LAI、PAR或全部），在此将涉及具体的操作。 探头的GO键（The probe GO button） 你可以用探头手柄上的红色按键反复读取和储藏数据而无须对照工作记录仪的显示屏，通过工作记录仪的蜂鸣声可以了解自己所进行的操作。一次蜂鸣—开始读数 READ二次蜂鸣—存贮读数 STORE 探头手柄上的Go键的功能就象工作记录仪上的Enter键。 探头的水平（Levelling the probe） 探头安装一个小小的气泡水平仪可在测量时帮助调节水平。 在很多冠层下方的的情况下，并不要求非常严格的水平 在读数时，不要让自己的阴影对探头产生影响。如果你在探头的反应范围之内，探头会将你做为天空散射光的一部分。在探头上一块遮挡直射光的浓重的阴影会导致严重错误。 的方法是在每次读数时尽量简单和快捷，而不必去追求**。这可以计算很多冠层空间的变化，而且在你不得不在不稳定光照条件下工作时，这一点很有用。 当使用GO键时，集中注意在“读”操作（一声蜂鸣）时，尽量保持水平后再读取数据。在你第二次次GO键来储藏读数时，探头是否水平并不重要。 在出现下面状况时，水平气泡的调节要求比较严格。在冠层上方截获太阳辐射，并且直接太阳辐射较强，并且太阳较低 使用三角架（Use of the tripod） 探头有一个标准的相机位置槽与三角架相配。你也许不会用它，也许你会用它，例如，你将探头安放在一个合适的位置以自动模式来测量1天的数据。 数据记录仪 (The Workabout) 不论你是否测量，你总是将探通过线缆与你的数据记录仪或数据采集器相连。终端的工具箱和背带可使你单手来操作键盘。 BFS的田间操作（BFS handling in the field） FS可用来测量大多数的数据，然而使用线缆连接到SunScan的探头额外增加了实践操作的复杂性。如果你另外使用笔记本电脑来代替数据记录仪，你会发现二人组合比一个人单独工作能更好地操作和处理问题。 三角架的使用（Using the tripod） BFS有一三脚架来非常方便地安放它，在冠层较低的田间使用将非常方便（三脚架高可伸至近1.8米）。如你要研究的冠层较高，则需要设计一种方法来安放BFS。 找出北极，调节BFS的水平（Levelling the BFS） BFS必须小心地设置为指向正北，同样，此指令可应用在南半球 BFS上装有一小小的气泡水平仪，三脚架有三个轴可容易地调整水平。 **地调整BFS的水平要比调整探头的水平重要。 通常调节的方法为调节BFS面向正北方；调节BFS水平； 扩展电缆，定位BFS （Extension cables , and the location the BFS） 用来连接BFS和探头延长电缆的长度有10、25、50m等几种，扩展电缆可扩大我们的测量范围。测量范围越大，需要重新定位BFS的时间越少，但对于电缆的操作则要求更多的时间。 扩展电缆可连接在一起，使用两根连接的线缆可能要比使用一根长的线缆更可取。 你应该意识到SunScan系统会同时读取BFS和探头的读数，如果不同的区域有很宽的空间部分，光照水平会发生突然变化（云的阴影能以20米/秒的速度移动）。 解决方法是避免在快速变化的条件下使用并避免在临界状态下进行读数。 过长的缆线会在读取BFS的数据时引入小的系统误差。在缆线长度为100多米时，这种误差并不重要（ < 10 μmol.m-2.s-1），在线缆长度超过200米后，对读数的累计误差可以达到 20μmol.m-2.s-1，此时需要对线缆进行校正。 使用扩展可以扩大监测范围，但电缆过长，则易造成系统误差，因此电缆过长，则需对电缆校正。 第五部分 仪器的维护 检查电池 SunScan系统要求在掌上电脑和探头内都有电池。 探测器探头的电量由安放在探测器中的4节AA碱性电池来提供，通常这些电池可以使用6到12个月。探测器上没有电源开关键，当不进行测量操作时，探测器内的电路会自动切断电源，进入“休眠”状态。 当读数在5000 mV以上时，表明电池状态正常。当电池电量过低时，掌上电脑的显示屏将会出现警告，此时，请尽快更换电池。如果掌上电脑的显示屏显示电池读数为0 mV，表明探测器的电源线路没有被，请将探测器重新与掌上电脑相连后，放在有光线处再试一次。 在探测器中放入新电池后，您可以读取30000个读数。如果您不进行任何测量，电池可以持续6到12个月。 注意：如果您要长期存放探测器，或有很长一段时间不使用，请将电池取出。 在更换或取出探测器中的电池时，需要将探测器拆开。将与探测器相连的所有设备从探测器上拔下来，小心地拧下探测器底盘上的4个十字头螺丝，打开底盘后可以看见电池安放槽，取下或更换电池（此时，注意扶住探头）后，将底盘拧上。 当电池电压过低时，掌上电脑会提示您，请尽快更换电池。当电池电量不足时，掌上电脑中的数据可能会遗失，建议请在更换电池前，将数据下载到计算机上。 检查干燥剂 在SunScan探测器和BFS中都内置有干燥剂包，当在野外使用时，它可以吸收仪器内的水气。在探测器和BFS上有显色片来指示仪器内的干湿程度：蓝色表示干燥；粉红色表示干燥剂需要更新。掌上电脑没有内置干燥剂。 干燥剂包在加热后可以再次使用，将探测器或BFS中的干燥剂包取出，在140℃下烘几小时，在干燥环境（如在干燥器）中冷却后可装入仪器中使用。 揭起面板上的红色塑料带，拧下螺丝，可以打开BFS。 第六部分快速操作指南 一、读数操作 打开PDA，点击开始进入SunData，点击file/setting 点击sunscan选择连接串口、 点击constant选择叶片吸光率 漫射传感器类型(external sensor)、数据保存路径 (leaf absorption)、叶角分布参数(ELADP) 点击site输入所测地点名称、经纬度 点击display选择所要测量的数据模式， 同时可以点击set time设置时间 也可以输入测量地点的信息，点击OK完成设置 所选测量模式可以选择LAI、PAR或者AIIPAR。LAI模式可以测出叶面积指数和PAR平均值；PAR可以测出总辐射和漫射；AIIPAR可以测出每一个光合有效辐射传感器的值(共64个) 点击上步OK后即进入此界面，点击continue准备测量 图 点击读数或平均可以读出所测地点即时值或所测地点各次测量平均值 即时读数界面可以保存或放弃 平均值读数界面保存或放弃 二、数据回看 打开软件后点击file/review data 所显示即为所测的数据 图 所显示即为测得数据的界面 三、与电脑连接 使用所附带的activesync同步软件与电脑相连，在电脑上安装并打开此软件并连接PDA与电脑，软件会自动识别PDA，在我的电脑中查找移动设备就可找到所需的文件。 四、自动采集 搜图 仪器支持自动采集功能，但由于仪器本身并不太适合无人坚守模式，因此不建议使用此功能，详细步骤见英文说明 术语表漫射系数（Beam Fraction）：直射光中，光合有效辐射波段光的比率漫射系数传感器（Beam Fraction Sensor ，BFS）：由一个阴影遮挡面罩和7个光敏二极管组成，用来测量冠层上方的直射光和漫射光。余弦响应（Cosine response）：测量光线的传感器的响应与光线入射角（被测量的光线角度为从垂直到传感器水平表面的夹角）的余弦成比例。漫射光（Diffuse light）：大气中的散射光。它被认为是来自天空中所有地区的具有相同强度（例如在云量均匀的阴天）的光线。直射光（Direct beam）：直接来自太阳的没有散射的光线，通常被描述成来自一个点光源。仿真模式（Emulator）：SunData 软件中的一个设置项，无论SunScan 的探头是否与掌上电脑相连接，都可以产生一个随机的结果，用来学习软件的使用。GMT：格林威治时间，也称为世界时间（UT），为进行天文学测量和计算所使用的标准时间。当地时间（Local time）：在您所在时区所使用的时间。对于不同的纬度、不同的行政界限、不同的日出补偿时间等，它在读数上不同于GMT。叶角分布（Leaf Angle Distribution ，LAD）：一种描述冠层元素在空间方向上的分布的方法，我们用椭圆叶角分布来模拟它。椭圆叶角分布将冠层元素的分布描述成具有相同比例的椭圆球体的表面。使用这种方法，一个在大范围内存在差异的冠层类型能够被表示成一个单一的参数：椭圆叶角分布参数（ELADP），它是椭圆球体水平轴与垂直轴的比率。ELADP远大于1表示冠层的叶片都近乎水平；ELADP趋近于0表示冠层的叶片都近乎垂直。叶面积指数（Leaf Area Index ，LAI）：单位面积土地上叶片的表面积（假定叶片是平整的，且每个叶片只包含一面）。类似SunScan的仪器并不能区分出叶与径，因此它被称为植物面积指数（Plant Area Index）要更确切。叶吸收（Leaf absorption）：截获的PAR确实被叶片吸收的部分，其余部分被反射或散射。平均叶角（Mean Leaf Angle）：也称为平均顶角（Mean Tip Angle）、平均倾角（Mean Inclination Angle），指所有的叶元素在水平方向上的平均角度，它与ELADP直接相关。光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation ，PAR）：波长在400nm ~ 700nm 间的可见光。它的度量单位是 μmol·m-2·s-1（微摩尔每平方米每秒）或过去使用的μE（微爱因斯坦）。通常状况下，日光的*大值略微超过2000μmol·m-2·s-1 。PAR分布图（PAR mapping）：用来研究冠层中或冠层下方PAR的变化与分布。总PAR（Total PAR）：直射光PAR与漫射光PAR的和。传输系数（Transmission fraction）：穿透给定冠层的光合有效辐射波段光的比率，它可以指直射光部分、漫射光部分或总截获光。天顶角（Zenith angle）：太阳中心与天顶间的夹角。变异系数（Spread）：测量沿着SunScan 的探头光强的变化关系，即各个PAR传感器的测量偏差。它以标准偏差计算与平均数区分。SunScan 探头（SunScan Probe）：手持式长棍状光敏探头，用来在冠层中读取光参数。SunData 软件（SunData software）：用来驱动SunScan 探头并且计算和储存结果的软件。它有两种版本，一种用在Psion的手持式掌上电脑上；一种用在IBM兼容机上，他们的功能非常相似。
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气象站只需要少量的传感器即可充分覆盖评估需求： 紫外辐射传感器：电站需要使用辐照仪测量一系列的辐照强度，且该辐照仪的响应波段应覆盖组件可吸收光谱的波段。通常我们会同时使用多个辐照仪来监测不同安装方式下的辐照。 水平安装紫外辐射传感器，用于监测全局水平辐照（该安装方法应尽量避免地面反射，因为地面反射可能会使测量结果增大20%）； 与阵列相同倾角及朝向安装的辐照仪，用于监测阵列平面所接收的辐照； 定制的散射辐照仪，用于监测散射辐照，即全局水平辐照减去直接辐照（该辐照仪并不常用）； 系统供电模块 ：包含一个或多个光伏电池单元，可以同时测量辐照和电池片温度，基准电池组中电池片的材质应与阵列所用组件中电池片的材质相同；虽然基准电池组以其低廉的价格会被用作**辐照仪的替代品，但是实际上并不能这么用。原因是很难找到与阵列所使用的组件具有相同光谱响应区间的基准电池组，而且其精度、灵敏度稳定性等都是没有经过认证的。 组件背板温度传感器 ：直接安装在光伏组件的背面以测量组件中电池片的温度。该测量方法利用一个热交换模型把组件背板温度换算到组件内部电池片的温度。换算过程还需要输入环境温度以及风速、风向进行修正。通常情况下，组件背板温度常常错误地被直接引用为电池片温度。 环境温度传感器 ：用于监测实际运行阵列周围的空气温度。 湿度计，气压传感器，风速、风向传感器和雨量计 ：这些要素与发电量有一定关联，但是在电站绩效评估中一般不使用这些要素。 北京华辰阳光科技有限责任公司是一家专业从事旋转式太阳能监测系统,太阳能基准辐射系统,开路式涡动协方差系统,陆地风能评估监测系统,梯度气象监测系统,空气质量监测系统,小型自动气象站,数据采集器,表面应变计,陆地风资源评估系统,光伏电站太阳辐射监测系统,风机风功率曲线验证系统,风电场测风实时监测系统,全自动跟踪仪,农业小气候监测系统等等。
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土壤是一种重要的自然资源，就像我们周围的空气和水一样。 接收有关土壤水分含量、盐度、温度和其他参数的准确和即时信息，土壤传感器对于任何与土壤相关的人来说都是一个重要的工具。 作物灌溉占全球用水量的 90%。监测作物根区的土壤水分将优化灌溉。使用土壤湿度传感器优化灌溉计划的好处包括提高作物产量、节约用水、保护当地水资源免受径流、节省能源成本、节省肥料成本和提高农民的盈利能力。 灌溉在农业中发挥着越来越重要的作用。灌溉是必不可少的，但适当的灌溉管理也是如此。土壤水分监测是确保做出良好的灌溉管理决策以限度地提高灌溉效益的关键。 灌溉并不是土壤监测的用途。每年，土地利用变化造成的侵蚀都会对财产和自然水系统造成数大量的损失。为了了解侵蚀的原因并预测侵蚀发生的时间和地点，水文学家需要记录降雨、沉积物和土壤水分。土壤的水入渗率是土壤水分的函数——如果土壤干燥，入渗率将足以防止径流。如果在土壤饱和时发生降雨事件，则可能会发生地表水流。监测土壤水分是侵蚀预测模型的重要输入参数。 区域干旱会严重影响经济，甚至导致世界某些地区的饥饿。随着计算机处理和环境建模方法的进步，科学家们开始了解区域水收支和水文过程。干旱预报模型的一个重要输入是区域土壤水分的变化。大区域的长期土壤水分数据可用于预测和表征有害干旱。 土壤监测对于粉尘控制、生物燃料生产、植物修复、积雪水库补给、土壤碳固存研究、流域水文研究、卫星地面实况、滑坡研究也至关重要，并用于世界各地的中子网和气象站网络。
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