数字式温湿度计湿度测量原理

(1) 电容式湿度传感器（主流技术）

• 结构：高分子薄膜（如聚酰亚胺）作为介电质，两侧镀金属电极形成电容器。
• 工作机制：
  • 环境湿度变化→薄膜吸/脱附水分子→介电常数变化→电容值改变。
  • 电容值与相对湿度（%RH）成近似线性关系（需温度补偿）。
• 典型传感器：Honeywell HIH4030、Sensirion SHT系列。

(2) 信号处理流程

1. 电容-频率/电压转换：通过振荡电路将电容变化转换为频率或电压信号。
2. ADC转换：数字量化湿度信号。
3. 温度补偿：湿度传感器受温度影响，需用温度测量值修正湿度读数（算法内置）。

机械式温湿度计校准步骤

1.设备布置

1.将标准温湿度传感器与被校机械式温湿度计并列置于恒温恒湿箱中心区域，两者间距≥10cm

2.保持箱内空气流速≤0.5m/s，避免直吹仪表

2.温度校准

1.低温校准：设置箱体至量程下限（如-10℃），湿度保持50%RH，稳定1小时后对比标准值与指针读数，误差超差时（如±1℃）用**工具调整游丝张力

2.高温校准：升温至量程上限（如50℃），稳定后通过调节双金属片固定螺丝修正偏差

3.湿度校准

1.低湿校准：设置温度25℃，湿度调至20%RH，稳定40分钟后

拨动湿度表指针至标准值，调整毛发束/聚合物膜预紧力

2.高湿校准：提高湿度至95%RH，稳定后校准量程范围，修正刻度盘定位

4.同步性测试

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

2.每点稳定后记录温湿度示值误差，要求温度≤±1.5℃，湿度≤±5%RH

5.回差检测

1.温度回程：25℃→40℃→25℃循环，检测指针复位偏差（应≤±0.5℃）

2.湿度回程：50%RH→80%RH→50%RH循环，检查毛发束滞后量（应≤±3%RH）

6.稳定性验证

1.在30℃/75%RH工况下持续工作24小时，每2小时记录数据

2.比较大漂移量应满足：温度≤±1℃，湿度≤±4%RH

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温度数据采集器校准步骤

1.设备连接与预热

1.将标准温度源（如干体炉/恒温槽）与被校数据采集器各通道连接，确保传感器浸入深度≥80mm。

2.通电预热30分钟，开启采集软件并清空历史数据。

2.通道一致性检测

1.设置标准源至25℃，稳定后（波动≤±0.1℃）同步读取所有通道数据。

2.通道间比较大偏差应≤±0.2℃（典型要求），超差时校准基准电压源。

3.零点校准

1.设置标准源至量程下限（如-20℃），稳定10分钟后记录各通道数据。

2.通过软件校准模块修正零点偏移，确保示值误差≤±0.3℃。

4.量程校准

1.升温至量程上限（如150℃），调整各通道增益系数使误差≤±0.5%FS。

2.带热电偶通道需同步补偿冷端温度（参考冰点器0℃基准）。

5.多点线性校准

1.选取校准点：-20℃、0℃、50℃、100℃、150℃（覆盖全量程）。

2.每点稳定后采集10组数据，计算非线性误差（要求≤±0.2%FS）。

6.动态响应测试

1.以2℃/min速率从50℃升温至100℃，记录数据采集频率与温度变化同步性。

2.比较大延迟时间应≤3秒（采样周期1秒时）。

7.长期稳定性验证

1.在80℃恒温点连续运行8小时，每小时记录各通道数据。

2.漂移量应≤±0.5℃（工业级设备典型指标）。

廉金属热电偶校准步骤

1.设备准备与退火处理

1.将标准热电偶与被校廉金属热电偶（如K型）捆扎置于管式炉均温区，测量端间距≤10mm。

2.进行退火处理：在最高使用温度（如600℃）恒温2小时后，以≤100℃/h速率冷却至室温。

2.校准点测试

1.选取校准点：量程下限（0℃）、中间点（300℃）、上限（600℃）。

2.从低温至高温逐点升温，每个温度点稳定后（波动≤±1℃），同步读取标准热电偶与被校热电偶电势值。

3.按分度表换算温度值，计算误差ΔT=被校值-标准值（允许误差参考IEC 60584，如±2.5℃或±0.75%t）。

3.回程误差测试

1.从上限温度以≤50℃/h速率降温，在相同校准点记录数据。

2.计算升/降温过程中同一温度点的比较大偏差（应≤允许误差的50%）。

4.稳定性验证

1.在中间校准点（300℃）连续恒温4小时，每小时记录1次电势值。

2.比较大漂移量应≤±1℃（工业级热电偶典型指标）。

5.冷端补偿校准

1.断开炉体，将热电偶参考端置于0℃冰点器内。

2.测量常温端补偿误差，修正采集系统冷端补偿参数（误差≤±0.5℃）。 热工计量，认准英菲！

数字式温湿度计温度测量原理

(1) 传感器类型与工作机制

• 热敏电阻（NTC）：
  • 温度升高时电阻值下降（负温度系数）。
  • 通过测量电阻分压值计算温度（需线性化校准）。
• 数字温度传感器（如DS18B20）：
  • 内部集成ADC，直接输出数字信号（如12位精度）。
  • 单总线协议传输，抗干扰强，适合多点测量。

(2) 信号处理流程

1. 电阻-电压转换：热敏电阻与参考电阻串联，测量分压值。
2. ADC转换：将模拟电压转换为数字量（如10位ADC）。
3. 温度计算：根据热敏电阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演温度值。

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温度开关校准步骤

1.设备准备

1.将温度开关与标准铂电阻温度计并列置于恒温槽/干体炉内，确保传感器完全浸入温场均匀区域。

2.连接温度开关输出端至通断检测装置（如万用表），通过电流≤50mA。

2.校准点选择

1.固定式开关校准其标称值；可调式选择量程下限、50%量程点及上限。

2.示例：量程（0-100℃）选择0℃、50℃、100℃三点。

3.动作温度校准

1.从低于校准点10℃开始，以≤1℃/min速率升温，监测开关状态变化。

2.首先动作时记录标准温度值（动作温度t_d），重复3次取平均值。

3.计算动作温度误差：Δt=t_d-t_s（t_s为设定值），要求≤允许误差。

4.回程测试

1.以相同速率降温，记录开关复位时的回复温度t_h。

2.计算通断温度差Δt_d=|t_d-t_h|，应满足滞回要求（如≤2℃）。

5.参数调整

1.超差时调节设定指针或电子补偿参数，可调式开关需重新标定三点。

2.分体式传感器可用信号模拟器直接校准开关电路。

6.记录与报告

1.生成校准证书，包含动作温度误差、通断温度差及测量不确定度。

2.校准环境要求：温度(20±5)℃，湿度≤85%RH。 安徽玻璃液体温度计热工计量检测