Técnica de Calibração de Sensores Meteorológicos de Temperatura e Umidade Relativa do ar Utilizando um Sensor de Referência

Resumo

Em pesquisas ambientais é comum a utilização de mais de um sensor meteorológico para medições, principalmente, para medições espacializadas. Porém pode ocorrer erro na coleta espacializada, quando os sensores são diferentes. Nesse contexto, por meio da regressão linear se pode calibrar as medições dos sensores utilizados em função de um sensor de referência. Assim, este trabalho tem como objetivo apresentar uma técnica de calibração de sensores meteorológicos, focado nas variáveis temperatura do ar e umidade relativa do ar, utilizando um sensor de referência, e fazendo a aplicação posterior em campo. Os sensores foram calibrados em ambiente controlado, em que se podia controlar a temperatura do ar e a umidade relativa do ar, de forma a submeter os sensores a uma amplitude maior de variações, variando de 25 ºC a 45 ºC de temperatura do ar e de 20% a 60% de umidade relativa do ar. Os resultados das regressões lineares foram considerados satisfatórios, uma vez que todos os coeficientes angulares e lineares foram considerados significativos e o menor coeficiente de determinação (R²) foi de 0,91. Após a calibração foram feitas medidas meteorológicas no Parque das Águas, Cuiabá-MT, de modo a aplicar as regressões em dados reais. As regressões corrigiram diferenças máximas de 0,9 ºC de temperatura do ar e 8,6% de umidade relativa do ar. Conclui-se que a metodologia é válida para a calibração de sensores diferentes em relação a um sensor de referência, podendo ser uma estratégia interessante para os pesquisadores, que não possuem diversos sensores calibrados.

Palavras-chave: Temperatura do Ar. Umidade Relativa do Ar. Estação Meteorológica. Termohigrômetro.

Abstract

In environmental research it is common to use more than one meteorological sensor for measurements, mainly for spatialized measurements. However, there may be an error in the spatial collection when the sensors are different. In this context, through linear regression, it is possible to calibrate the measurements of the sensors used in function of a reference sensor. Thus, this work aims to present a calibration technique of meteorological sensors, focused on the variables air temperature and the air relative humidity, using a reference sensor, and making the subsequent application in the field. The sensors were calibrated in a controlled environment, in which air temperature and relative humidity could be controlled, in order to subject the sensors to a greater range of variations, ranging from 25 ºC to 45 ºC and 20% at 60% relative humidity. The linear regressions results were considered satisfactory, since all the angular and linear coefficients were considered significant and the lowest determination coefficient (R²) was 0.91. After calibration, meteorological measurements were made in Parque das Águas, Cuiabá-MT, in order to apply the regressions to real data. The regressions corrected maximum differences of 0.9ºC of air temperature and 8.6% of relative air humidity. It is concluded that the methodology is valid for the calibration of different sensors in relation to a reference sensor, which can be an interesting strategy for researchers who do not have several calibrated sensors.

Keywords: Air Temperature. Relative Humidity. Weather Station. Thermohygrometer.