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自動氣象站有多種類型，其結構基本相同，主要由傳感器、采集器、系統電源、通信接口及外圍設備（計算機、打印機）等組成。
1、傳感器
能感受被測氣象要素的變化并按一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換器組成。
自動氣象站常用的傳感器有：
氣壓——振筒式氣壓傳感器、膜盒式電容氣壓傳感器
氣溫——鉑電阻溫度傳感器
濕度——濕敏電容濕度傳感器
風向——單翼風向傳感器
風速——風杯風速傳感器
雨量——翻斗式雨量傳感器
蒸發——超聲測距蒸發量傳感器
輻射——熱電堆式輻射傳感器
地溫——鉑電阻地溫傳感器
日照——直接輻射表、雙金屬片日照傳感器
2、數據采集器
數據采集器是自動氣象站的核心，其主要功能是數據采樣、數據處理、數據存儲及數據傳輸，其主要技術性能為：
數據采樣速率及算法規定；
采集器的電源能保證采集器至少七天正常工作，數據存儲器至少能存儲三天的每分鐘氣壓、氣溫、相對濕度、1分鐘平均風向和風速、降水量和下表列各項目的每小時正點觀測數據，能在計算機中形成規定的數據文件。
