數(shù)字式溫濕度計濕度測量原理

(1) 電容式濕度傳感器（主流技術(shù)）

• 結(jié)構(gòu)：高分子薄膜（如聚酰亞胺）作為介電質(zhì)，兩側(cè)鍍金屬電極形成電容器。
• 工作機制：
  • 環(huán)境濕度變化→薄膜吸/脫附水分子→介電常數(shù)變化→電容值改變。
  • 電容值與相對濕度（%RH）成近似線性關系（需溫度補償）。
• 典型傳感器：Honeywell HIH4030、Sensirion SHT系列。

(2) 信號處理流程

1. 電容-頻率/電壓轉(zhuǎn)換：通過振蕩電路將電容變化轉(zhuǎn)換為頻率或電壓信號。
2. ADC轉(zhuǎn)換：數(shù)字量化濕度信號。
3. 溫度補償：濕度傳感器受溫度影響，需用溫度測量值修正濕度讀數(shù)（算法內(nèi)置）。

機械式溫濕度計校準步驟

1.設備布置

1.將標準溫濕度傳感器與被校機械式溫濕度計并列置于恒溫恒濕箱中心區(qū)域，兩者間距≥10cm

2.保持箱內(nèi)空氣流速≤0.5m/s，避免直吹儀表

2.溫度校準

1.低溫校準：設置箱體至量程下限（如-10℃），濕度保持50%RH，穩(wěn)定1小時后對比標準值與指針讀數(shù)，誤差超差時（如±1℃）用**工具調(diào)整游絲張力

2.高溫校準：升溫至量程上限（如50℃），穩(wěn)定后通過調(diào)節(jié)雙金屬片固定螺絲修正偏差

3.濕度校準

1.低濕校準：設置溫度25℃，濕度調(diào)至20%RH，穩(wěn)定40分鐘后

撥動濕度表指針至標準值，調(diào)整毛發(fā)束/聚合物膜預緊力

2.高濕校準：提高濕度至95%RH，穩(wěn)定后校準量程范圍，修正刻度盤定位

4.同步性測試

1.選取特征點：（0℃/30%RH）、（25℃/60%RH）、（50℃/90%RH）

2.每點穩(wěn)定后記錄溫濕度示值誤差，要求溫度≤±1.5℃，濕度≤±5%RH

5.回差檢測

1.溫度回程：25℃→40℃→25℃循環(huán)，檢測指針復位偏差（應≤±0.5℃）

2.濕度回程：50%RH→80%RH→50%RH循環(huán)，檢查毛發(fā)束滯后量（應≤±3%RH）

6.穩(wěn)定性驗證

1.在30℃/75%RH工況下持續(xù)工作24小時，每2小時記錄數(shù)據(jù)

2.比較大漂移量應滿足：溫度≤±1℃，濕度≤±4%RH

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溫度數(shù)據(jù)采集器校準步驟

1.設備連接與預熱

1.將標準溫度源（如干體爐/恒溫槽）與被校數(shù)據(jù)采集器各通道連接，確保傳感器浸入深度≥80mm。

2.通電預熱30分鐘，開啟采集軟件并清空歷史數(shù)據(jù)。

2.通道一致性檢測

1.設置標準源至25℃，穩(wěn)定后（波動≤±0.1℃）同步讀取所有通道數(shù)據(jù)。

2.通道間比較大偏差應≤±0.2℃（典型要求），超差時校準基準電壓源。

3.零點校準

1.設置標準源至量程下限（如-20℃），穩(wěn)定10分鐘后記錄各通道數(shù)據(jù)。

2.通過軟件校準模塊修正零點偏移，確保示值誤差≤±0.3℃。

4.量程校準

1.升溫至量程上限（如150℃），調(diào)整各通道增益系數(shù)使誤差≤±0.5%FS。

2.帶熱電偶通道需同步補償冷端溫度（參考冰點器0℃基準）。

5.多點線性校準

1.選取校準點：-20℃、0℃、50℃、100℃、150℃（覆蓋全量程）。

2.每點穩(wěn)定后采集10組數(shù)據(jù)，計算非線性誤差（要求≤±0.2%FS）。

6.動態(tài)響應測試

1.以2℃/min速率從50℃升溫至100℃，記錄數(shù)據(jù)采集頻率與溫度變化同步性。

2.比較大延遲時間應≤3秒（采樣周期1秒時）。

7.長期穩(wěn)定性驗證

1.在80℃恒溫點連續(xù)運行8小時，每小時記錄各通道數(shù)據(jù)。

2.漂移量應≤±0.5℃（工業(yè)級設備典型指標）。

廉金屬熱電偶校準步驟

1.設備準備與退火處理

1.將標準熱電偶與被校廉金屬熱電偶（如K型）捆扎置于管式爐均溫區(qū)，測量端間距≤10mm。

2.進行退火處理：在最高使用溫度（如600℃）恒溫2小時后，以≤100℃/h速率冷卻至室溫。

2.校準點測試

1.選取校準點：量程下限（0℃）、中間點（300℃）、上限（600℃）。

2.從低溫至高溫逐點升溫，每個溫度點穩(wěn)定后（波動≤±1℃），同步讀取標準熱電偶與被校熱電偶電勢值。

3.按分度表換算溫度值，計算誤差ΔT=被校值-標準值（允許誤差參考IEC 60584，如±2.5℃或±0.75%t）。

3.回程誤差測試

1.從上限溫度以≤50℃/h速率降溫，在相同校準點記錄數(shù)據(jù)。

2.計算升/降溫過程中同一溫度點的比較大偏差（應≤允許誤差的50%）。

4.穩(wěn)定性驗證

1.在中間校準點（300℃）連續(xù)恒溫4小時，每小時記錄1次電勢值。

2.比較大漂移量應≤±1℃（工業(yè)級熱電偶典型指標）。

5.冷端補償校準

1.斷開爐體，將熱電偶參考端置于0℃冰點器內(nèi)。

2.測量常溫端補償誤差，修正采集系統(tǒng)冷端補償參數(shù)（誤差≤±0.5℃）。 熱工計量，認準英菲！

數(shù)字式溫濕度計溫度測量原理

(1) 傳感器類型與工作機制

• 熱敏電阻（NTC）：
  • 溫度升高時電阻值下降（負溫度系數(shù)）。
  • 通過測量電阻分壓值計算溫度（需線性化校準）。
• 數(shù)字溫度傳感器（如DS18B20）：
  • 內(nèi)部集成ADC，直接輸出數(shù)字信號（如12位精度）。
  • 單總線協(xié)議傳輸，抗干擾強，適合多點測量。

(2) 信號處理流程

1. 電阻-電壓轉(zhuǎn)換：熱敏電阻與參考電阻串聯(lián)，測量分壓值。
2. ADC轉(zhuǎn)換：將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（如10位ADC）。
3. 溫度計算：根據(jù)熱敏電阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演溫度值。

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溫度開關校準步驟

1.設備準備

1.將溫度開關與標準鉑電阻溫度計并列置于恒溫槽/干體爐內(nèi)，確保傳感器完全浸入溫場均勻區(qū)域。

2.連接溫度開關輸出端至通斷檢測裝置（如萬用表），通過電流≤50mA。

2.校準點選擇

1.固定式開關校準其標稱值；可調(diào)式選擇量程下限、50%量程點及上限。

2.示例：量程（0-100℃）選擇0℃、50℃、100℃三點。

3.動作溫度校準

1.從低于校準點10℃開始，以≤1℃/min速率升溫，監(jiān)測開關狀態(tài)變化。

2.首先動作時記錄標準溫度值（動作溫度t_d），重復3次取平均值。

3.計算動作溫度誤差：Δt=t_d-t_s（t_s為設定值），要求≤允許誤差。

4.回程測試

1.以相同速率降溫，記錄開關復位時的回復溫度t_h。

2.計算通斷溫度差Δt_d=|t_d-t_h|，應滿足滯回要求（如≤2℃）。

5.參數(shù)調(diào)整

1.超差時調(diào)節(jié)設定指針或電子補償參數(shù)，可調(diào)式開關需重新標定三點。

2.分體式傳感器可用信號模擬器直接校準開關電路。

6.記錄與報告

1.生成校準證書，包含動作溫度誤差、通斷溫度差及測量不確定度。

2.校準環(huán)境要求：溫度(20±5)℃，濕度≤85%RH。 安徽玻璃液體溫度計熱工計量檢測