La température de l’air est mesurée à 2 m au-dessus du sol avec un thermomètre à résistance en platine (Pt-100). Le principe du thermomètre à résistance est basé sur la variation de la résistance électrique en fonction de la température. La résistance à 0°C est de 100 Ω. Le capteur est monté, avec un capteur d’humidité, sur un socle à la pointe de la sonde et est protégé par un filtre en téflon contre l’eau liquide, la brume et la saleté. Le socle du capteur installé dans un abri ventilé naturellement afin de le protéger des rayonnements et des intempéries (DTR13). La température de l’air est déterminée par des équations quadratiques et cubiques dont les coefficients sont définis par la norme IEC 60751 (anciennement IEC 751).

Spécifications

• Capteur : Pt-100 (IEC 60751 classe F 0.1)
• Plage de mesure : -80 °C à +60 °C
• Incertitude : ±0.1 K
• Temps de réponse à 20 °C : < 20 s (63%)

La température de l’air est mesurée à 5 cm au-dessus d’une surface plane exempte de couverture végétale et de neige. La température de l’air à 5 cm la plus basse mesurée entre 17:46 et 05:45 UTC sera reportée dans le message synoptique de 06:00 UTC.
Le principe du thermomètre à résistance est basé sur la variation de la résistance électrique en fonction la température. Entre le 1 mars et le 31 octobre le capteur est recouvert par un couvercle ventilé naturellement afin de le protéger des rayonnements et des intempéries (DTR15). La température de l’air est déterminée par des équations quadratiques et cubiques dont les coefficients sont définis par la norme IEC 60751.

Spécifications

• Capteur : Pt-100
• Intervalle de mesure : -80 °C à +80 °C
• Incertitude : 1/4 IEC 60751 Kl. B (±0.08 K à 0 °C)
• Type de commutation : 4 fils

Les températures du sol sont mesurées à une profondeur de 2, 5, 10, 20, 50 et 100 cm avec des thermomètres à résistance en platine (Pt-100) utilisant la variation de la résistance électrique en fonction la température. Les thermomètres sont installés horizontalement à différentes profondeurs dans une tige en plastique.

Spécifications

• Capteur : Pt-100
• Intervalle de mesure : -40 °C à +80 °C
• Incertitude : 1/4 IEC 60751 Kl. B (±0.08 K à 0 °C)
• Type de commutation : 4 fils

L’humidité relative est mesurée par une sonde HUMICAP® 180RC située à 2 m au-dessus du sol, qui utilise le principe de variation de capacité du capteur par l’absorption de molécules d’eau dans un mince film en polymère. Le capteur est monté, avec un capteur de température, sur un socle à la pointe de la sonde et est protégé par un filtre en téflon contre l’eau liquide, la brume et la saleté. Le socle du capteur est ventilé naturellement. Ce modèle est équipé d’une résistance chauffante sur le capteur de température, qui permet de chauffer le capteur d’humidité. Avec le capteur de température externe supplémentaire, le point de rosée est déterminé directement. À partir de la température du point de rosée et de la température supplémentaire, l’humidité relative est calculée. Grâce au chauffage continu, la formation de condensat sur le capteur est réduite. Cela augmente la précision, notamment en cas de brouillard. La pression partielle de vapeur d’eau est obtenue à partir de la pression de vapeur saturée calculée selon la formule de Hyland et Wexler (1983). Le capteur HUMICAP® 180RC a une excellente stabilité à long terme.

Spécifications

• Capteur : HUMICAP® 180RC
• Intervalle de mesure : 0% à 100% HR
• Incertitude de l’étalonnage (usine) (à 20 °C) :
   ±0.6% HR (0% – 40% HR)
   ±1% HR (40% – 95% HR)
• Incertitude de l’étalonnage (in-situ) (à 20 °C) (selon ASTM E104-85)
   ±1% HR (0% – 90% HR)
   ±1.7% HR (90% – 100% HR)
• Temps de réponse (20 °C) : 20 s (63%)

La pression atmosphérique est mesurée au niveau de la station par un baromètre digital, qui utilise les changements capacitifs du capteur (BAROCAP®) qui s’opèrent à travers une membrane en silicium. Le PTB330 est équipé de 3 capteurs BAROCAP® redondants afin d’assurer une sécurité accrue indispensable dans le secteur aéronautique. La pression atmosphérique au point de référence de l’aéroport et au niveau de la mer sont calculées à partir des valeurs mesurées de pression atmosphérique au niveau de la station, de températures et d’humidité.

Spécifications

• Capteur : BAROCAP®
• Intervalle de mesure : entre 500 hPa et 1100 hPa
• Résolution : 0.01 hPa
• Incertitude à 20 °C : 0.11 hPa (classe A)
• Stabilité à long-terme : 0.1 hPa par année

La vitesse du vent est mesurée mécaniquement par un anémomètre à coupelles coniques, situé sur un mât d’une hauteur de 10 m au-dessus du sol. Mis en mouvement par le vent, un disque interrupteur coupe un faisceau infrarouge plusieurs fois par révolution et le transistor photoélectrique crée ainsi un train d’impulsions qui est directement proportionnel à la vitesse du vent. Un élément chauffant installé dans la cavité de la tige est activé lorsque la température de l’air est inférieure à 4 °C. Le chauffage empêche le gel des roulements.

Spécifications

• Capteur : codeur optique avec phototransistor
• Intervalle de mesure : 0.4 m/s à 75 m/s
• Incertitude : ±0.17 m/s (0.4 – 60 m/s)
• Seuil de démarrage : < 0.5 m/s
• Constance de distance : 2.7 m

La direction du vent est mesurée mécaniquement par une girouette à roulement à billes sur un mât d’une hauteur de 10 m au-dessus du sol. Avec l’aide d’un disque codeur optique, la direction du vent est directement convertie en code binaire. Un élément chauffant installé dans la cavité de la tige est activé lorsque la température de l’air est inférieure à 4 °C.

Spécifications

• Capteur : codeur optique avec phototransistor (6-Bit Gray-Code)
• Intervalle de mesure : 0° à 360°
• Incertitude : ±2.8°
• Seuil de démarrage : < 0.4 m/s
• Constance de distance : 0.5 m
• Rapport d’amortissement : 0.3

L’anémomètre ultra-sonique se compose de 3 transducteurs acoustiques disposés à équidistance (25 cm) sur un plan horizontal et respectivement décalés de 60°. Les transducteurs servent d’émetteur et de réducteur. La vitesse et la direction du vent sont déterminées en mesurant le temps nécessaire aux ultrasons pour se déplacer d’un transducteur à l’autre. La conversion des vecteurs de vent en coordonnées polaires permet alors de déduire vitesse et direction du vent.

Vitesse du vent

• Capteur : WINDCAP®
• Intervalle de mesure : 0 m/s à 65 m/s
• Incertitude : ±0.135 m/s
• Seuil de démarrage : ±0 m
• Constance de distance : ±0 m

Direction du vent

• Capteur : WINDCAP®
• Intervalle de mesure : 0° à 360°
• Incertitude : ±2.0°
• Seuil de démarrage : ±0 m/s
• Constance de distance : ±0 m

La quantité de précipitations est enregistrée à l’aide d’une cellule de pesée située à 1 mètre au-dessus du sol. Les précipitations sont collectées via un entonnoir et une surface de collecte normalisée, les précipitations solides comme la neige étant fondues. Les précipitations recueillies passent par l’entonnoir et un dispositif de formation de gouttes dans le récipient de collecte à vidange automatique, où elles sont immédiatement pesées. Ce n’est pas le poids absolu qui est évalué, mais les augmentations de poids par rapport à la mesure précédente. Grâce à la haute fréquence d’échantillonnage, la dérive à long terme de la cellule de pesée et l’évaporation sont presque automatiquement compensées. Un chauffage dans la surface de l’entonnoir permet de faire fondre rapidement les précipitations solides (température de surface inférieure à 2 °C). L’ouverture de l’entonnoir et la sortie sont également chauffées pour prévenir le gel.

Spécifications

• Capteur : Pluviomètre à principe de pesée
• Zone de collecte : 200 cm²
• Intensité maximale : 20 mm/min
• Résolution : 0.01 mm par basculement
• Environnement d’exploitation (température) : -40 °C à 70 °C
• Incertitude : 1% pour 6mm/min

La mesure de la durée d’ensoleillement se fait par le principe de la mesure optique. Le rayonnement solaire passe à travers la boule en verre qui agit telle une lentille convergente qui génère une brûlure du diagramme. La boule en verre est installée de manière concentrique sur un support en métal. La longueur de la brûlure visible sur le diagramme correspond à la mesure de la durée d’ensoleillement. La précision de lecture est en 10ème d’heure.

Spécifications

• Capteur : boule en verre (lentille convergente)
• Diamètre : 101.6 mm
• Période mesurée : 1 diagramme par jour
• Degré de latitude : réglable (entre 45° et 65°)

Le célomètre fonctionne selon la technologie LIDAR (Light Detection and Ranging). Une diode laser envoie de brèves impulsions lumineuses qui convergent en un faisceau parallèle dirigé verticalement vers l’atmosphère. Une partie de la lumière est renvoyée par les aérosols de l’atmosphère jusqu’au récepteur du célomètre. Les signaux de rétrodiffusion permettent de déterminer, entre autres, la hauteur de la base des nuages ainsi que la visibilité verticale. Le célomètre permet de déterminer jusqu’à 3 base de nuages distinctes. La fiabilité de détection des bases nuageuses est garantie également pour tout type de précipitations grâce à des algorithmes sophistiqués. La mesure rapide permet également la détection de fines couches nuageuses sous une couverture nuageuse fermée. Le CL31 est doté d’une optique à lentille unique sophistiquée qui permet même des mesures à très basse altitude.

Spécifications

• Capteur : Célomètre avec LIDAR
• Intervalle de mesure : 0 m jusqu’à 7600 m (25000 ft)
• Résolution mesure : 5 m (16 ft)
• Résolution protocole : 8 m (25 ft), LD-40 message
• Précision : ±5 m (16 ft)
• Cycle de mesure : 2 s
• Laser : InGaAs Diode (Indiumgalliumarsenid)
• Longueur d’onde : 910 nm

Le transmissiomètre est un capteur optique pour la mesure de la visibilité météorologique (MOR) à une hauteur de 2.5 m au-dessus de la piste d’atterrissage/de décollage. L’absorbance (opacité) d’une impulsion ou faisceau lumineux est le volume de mesure entre un émetteur (diode électroluminescente) et 2 récepteurs (photodiodes). La distance de mesure entre l’émetteur et le récepteur est 30 m. Le degré de transmission est une mesure pour l’atténuation de la lumière par les gouttelettes d’eau, les particules de poussière et les molécules de l’air. La portée visuelle de piste (RVR) est calculée à partir de la visibilité météorologique (MOR), de la luminosité environnante (capteur LM21) et de l’intensité des balises lumineuses de la piste. Ce système est calibré de manière automatique et fournit des valeurs très précises. La plage de visibilité requise pour la RVR (CATI à CATIIIb) ainsi que pour la visibilité aéronautique est entièrement couverte selon l’OACI. Le LT31 est couplé à un capteur de lumière diffusée vers l’avant intégré (PWD22).

Spécifications

• Capteur : Transmissiomètre à lumière blanche
• Intervalle de mesure : 10 m jusqu‘à 15000 m (MOR)
• Longueur de base : 30 m
• Environnement d’exploitation (température) : -40 °C à 60 °C

Le FS11(P) est un capteur de lumière diffusée vers l’avant pour déterminer la visibilité météorologique (MOR) à une hauteur de 2,5 m au-dessus de la piste. La lumière réfléchie par les particules d’air est mesurée avec un luxmètre (coefficient de rétrodiffusion). Si beaucoup de lumière réfléchie est mesurée, l’air est trouble et la visibilité est mauvaise. Ces appareils ne nécessitent pas de base de mesure. La portée visuelle de piste (RVR) est calculée à partir de la visibilité météorologique (MOR), de la luminosité environnante (capteur LM21) et de l’intensité des balises lumineuses de la piste. Les têtes de l’émetteur et du récepteur sont inclinées vers le bas pour réduire l’accumulation de saleté sur l’optique. Ce système est calibré de manière automatique et fournit des valeurs très précises. Le FS11(P) est un capteur qui permet de mesurer la RVR, la visibilité et le temps présent simultanément. Le FS11(P) utilise une nouvelle méthode pour mesurer et compenser l’encrassement des vitres de l’appareil.

Spécifications

• Capteur : Diode électroluminescente, infrarouge proche
• Angle de diffusion : 42°
• Intervalle de mesure : 5 m jusqu‘à 75000 m (MOR)
• Précision (5 m jusqu’à 10000 m) : ±10%
• Précision (10000 m jusqu’à 75000 m) : ±20%
• Environnement d’exploitation (température) : -40 °C à 65 °C