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(jī)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(guān)系（需溫度補(bǔ)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(bǔ)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(jī)械式溫濕度計校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備布置

1.將標(biāo)準(zhǔn)溫濕度傳感器與被校機(jī)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(zhǔn)

1.低溫校準(zhǔn)：設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)：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(zhǔn)

1.低濕校準(zhǔn)：設(shè)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(biāo)準(zhǔn)值，調(diào)整毛發(fā)束/聚合物膜預(yù)緊力

2.高濕校準(zhǔn)：提高濕度至95%RH，穩(wěn)定后校準(zhǔn)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(fù)位偏差（應(yīng)≤±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(yīng)≤±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(yīng)滿足：溫度≤±1℃，濕度≤±4%RH

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溫度數(shù)據(jù)采集器校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備連接與預(yù)熱

1.將標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(shè)置標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)≤±0.2℃（典型要求），超差時校準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓源。

3.零點校準(zhǔn)

1.設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)模塊修正零點偏移，確保示值誤差≤±0.3℃。

4.量程校準(zhǔn)

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(bǔ)償冷端溫度（參考冰點器0℃基準(zhǔn)）。

5.多點線性校準(zhǔn)

1.選取校準(zhǔn)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(yīng)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(yīng)≤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(yùn)行8小時，每小時記錄各通道數(shù)據(jù)。

2.漂移量應(yīng)≤±0.5℃（工業(yè)級設(shè)備典型指標(biāo)）。

廉金屬熱電偶校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備準(zhǔn)備與退火處理

1.將標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(zhǔn)點測試

1.選取校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(yīng)≤允許誤差的50%）。

4.穩(wěn)定性驗證

1.在中間校準(zhǔn)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(yīng)≤±1℃（工業(yè)級熱電偶典型指標(biāo)）。

5.冷端補(bǔ)償校準(zhǔn)

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(bǔ)償誤差，修正采集系統(tǒng)冷端補(bǔ)償參數(shù)（誤差≤±0.5℃）。 熱工計量，認(rèn)準(zhǔn)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(jī)制

• 熱敏電阻（NTC）：
  • 溫度升高時電阻值下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
  • 通過測量電阻分壓值計算溫度（需線性化校準(zhǔn)）。
• 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(qiáng)，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(guān)校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備準(zhǔn)備

1.將溫度開關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)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(guān)輸出端至通斷檢測裝置（如萬用表），通過電流≤50mA。

2.校準(zhǔn)點選擇

1.固定式開關(guān)校準(zhǔn)其標(biāo)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(zhǔn)

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

2.首先動作時記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度值（動作溫度t_d），重復(fù)3次取平均值。

3.計算動作溫度誤差：Δt=t_d-t_s（t_s為設(shè)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(guān)復(fù)位時的回復(fù)溫度t_h。

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

5.參數(shù)調(diào)整

1.超差時調(diào)節(jié)設(shè)定指針或電子補(bǔ)償參數(shù)，可調(diào)式開關(guān)需重新標(biāo)定三點。

2.分體式傳感器可用信號模擬器直接校準(zhǔn)開關(guān)電路。

6.記錄與報告

1.生成校準(zhǔn)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(zhǔn)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