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The Fermi's weather link station - funzionamento e di formulare eventuali ipotesi sul metodo di taratura di una semplice stazione meteorologica

fisica


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The
Fermi's weather
link station




SCOPO:

Lo scopo di questa esperienza è di conoscere il funzionamento e di formulare eventuali ipotesi sul metodo di taratura di una semplice stazione meteorologica.


DESCRIZIONE DELLA STAZIONE:

La stazione meteorologica è suddivisa in tre parti fondamentali:

Un blocco per il rilevamento dei dati;

Un blocco di giunzione;




Un blocco di raccolta ed elaborazione dati.

La nostra stazione è stata collocata sul tetto del liceo ma la posizione non è standardizzata, quindi i nostri dati sono riferibili unicamente al m 656g66g icroclima di Via Mazzini.

Il blocco per il rilevamento dei dati è composto dall'anemometro per misurare la velocità e la direzione del vento, il pluviometro per misurare la quantità di pioggia, il barometro per la pressione atmosferica ed i vari sensori per umidità e temperatura interna ed esterna; questi sono collegati tramite cavi che portavano i segnali al blocco di giunzione, da cui parte un cavo che si collega col blocco di raccolta. Questo blocco consta in un microcomputer con un monitor a cristalli liquidi, con cui è possibile visualizzare i vari dati registrati ogni 5'', e di un IBM compatibile collegato tramite porta parallela al microcomputer.


DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO GLOBALE:

Il blocco di rilevamento acquisisce i dati che poi invia via cavo alla scatola di giunzione, che convoglia tutte le informazioni in un cavo unico fino al microcomputer. Questo poi invia i dati all'IBM che tramite un software specifico memorizza ed elabora in grafici i dati acquisiti. Il software visualizza una finestra divisa verticalmente in tre parti:

Sulla sinistra c'è un istogramma a colonne che rappresenta i minimi, i massimi e attuali dalla temperature interna, esterna e del punto di rugiada.

Nel centro si trovano due quadranti, uno che indica la direzione del vento, l'altro la velocità e, sotto a questi, un diagramma cartesiano con l'andamento della pressione.

Nella colonna di destra erano indicate le precipitazioni annuali, giornaliere e l'umidità interna ed esterna con i rispettivi massimi e minimi.





DESCRIZIONE DEL FUNZIONAMENTO DI ALCUNI STRUMENTI:

Pluviometro

Lo strumento è composto da un tronco di cono cavo con un tronco di cono inserito dall'alto con un foro in cima di circa 3 mm di diametro.

Il cono principale è chiuso da un fondo con la strumentazione per la misurazione della quantità d'acqua.

Questa è composta da un'altalena con due scivoli di pendenza opposta come bracci, divisi da una parete di separazione. La goccia che cade dal foro scende su uno dei due scivoli, che quando sono pieni si inclinano da un lato premendo un sensore che incrementa un contatore digitale di 0,2mm (è questa infatti la quantità d'acqua che provoca l'inclinamento dello scivolo). Quando cade altra acqua, provoca l'inclinamento dell'altro scivolo che fa incrementare di altri 0,2mm d'acqua il contatore, e così via.



Anemometro

L'anemometro è uno strumento composto da un braccio che sostiene un mulinello e una banderuola.

Il primo serve per misurare la velocità ed è formato da tre aste disposte a 120° terminanti con un  cucchiaio fissate su un'asse in grado di ruotare liberamente, il secondo serve a rilevarne la direzione ed è composto da una barra ruotante.

IPOTESI PER LA TARATURA DI ALCUNI STRUMENTI:

Abbiamo anche provato ad ipotizzare come si potevano tarare i vari strumenti:

per la direzione dell'anemometro si poteva prendere una bussola e orientare verso il nord l'indicatore dell'anemometro, poi controllare il valore indicato dal pc;

per la velocità dell'anemometro si può tenere la parte rotante al di fuori di un finestrino di una macchina in corsa e leggere la velocità indicata dal contachilometri;


per il termometro a sonda si può inserire quest'ultimo in una bacinella d'acqua di temperatura conosciuta;

per il pluviometro abbiamo versato dentro all'imbuto superiore una quantità d'acqua conosciuta pari a 4,3 cm3 perché sappiamo che la superficie del nostro cono corrisponde a 214 cm3 e abbiamo calcolato che con la quantità d'acqua di 4,3cm3 il segnalatore avrebbe segnalato 0,2mm, cioè lo spessore dell'acqua che si sparge su un metro quadrato di superficie. Per farlo abbiamo fatto la proporzione tra 1dm3 e un metro quadrato di superficie (cioè la quantità d'acqua necessaria per ottenere un mm di spessore) con la superficie conosciuta di 214cm2, cioè x:214=1dm3:1m2 che dà come risultato 21,4 cm3, che sarà quindi la quantità d'acqua necessaria per ottenere un mm di spessore sulla superficie del pluviometro. Abbiamo poi diviso il risultato per 0,2 mm cioè la risoluzione del nostro pluviometro; questa divisione dà il risultato di 4,3cm3. Abbiamo fatto sette prove, di cui sei con risultato positivo e una con risultato negativo. Abbiamo però calcolato che l'incertezza del nostro pluviometro è 0,2mm, quindi abbiamo riprovato con una quantità dieci volte maggiore, cioè 43 cm3. Questa ha dato tutti risultati positivi entro l'incertezza, e abbiamo verificato che la taratura era corretta.







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