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）。

温湿度计的湿度发生器法

• 校准前准备
  • 选择湿度发生器：根据校准需求，选择合适的湿度发生器，如双压法湿度发生器、双温法湿度发生器或分流法湿度发生器等。
  • 连接设备：将湿度发生器与被校准的温湿度计正确连接，确保气路或电路连接正常。
  • 准备测量仪器：配备高精度的温度测量仪器和压力测量仪器，用于测量湿度发生器产生的温湿度和压力参数。
• 校准步骤
  • 设定参数：根据被校温湿度计的测量范围和校准要求，在湿度发生器上设定不同的温湿度值。
  • 产生标准湿度：启动湿度发生器，使其产生稳定的标准湿度环境。
  • 校准测量：将被校温湿度计放入湿度发生器产生的标准湿度环境中，待示数稳定后，记录被校温湿度计的温湿度示数，并与湿度发生器设定的标准值进行比较，计算误差

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）。

温度数据采集仪校准步骤

1. 连接与预热

1.将标准温度计与数据采集仪探头同置于恒温槽，确保充分接触介质。

2.连接设备电源及信号线，预热30分钟至系统稳定。

2. 零点/量程校准

1.零点：恒温槽设为量程下限（如-50℃），稳定后对比标准值与采集仪读数，调整零点参数至误差≤±0.2℃。

2.量程：升温至上限（如200℃），调整增益参数使误差≤±0.1%FS。

3. 多点线性校准

1.均匀选取5-7个校准点（如-50℃、0℃、50℃…200℃），依次测试并记录数据。

2.计算各点误差（采集值-标准值），要求≤设备标称精度（如±0.5℃）。

4. 回程误差测试

1.升降温循环测试，计算同一点正反向比较大偏差，应≤0.3%FS。

5. 稳定性测试

1.恒温槽固定中间点（如100℃），持续4小时，每15分钟记录一次数据。

2.输出波动应≤稳定性指标（如±0.2℃/4h）。 热工计量，认准英菲！

廉金属热电偶校准前准备

1. 标准器及配套设备

1.主标准器：选用二等标准S型热电偶或标准黑体炉（温度范围覆盖校准点，如0~800℃），其扩展不确定度≤±1.0℃，需优于被校热电偶的1/3。

2.恒温源：配置管式炉或恒温槽（温度波动度≤±1.0℃，均匀性≤±2.0℃），支持升温速率≤5℃/min，避免温度过冲。

3.测量设备：配备高精度数字多用表（分辨率0.1μV，误差≤±0.5μV）或专业热电偶校准仪，内置冷端补偿功能（误差≤±0.2℃）。

4.护管（防止校准中氧化或污染）。

2. 环境条件

1.实验室温度稳定在（20±5）℃，湿度≤70%RH，避免强气流扰动或热辐射干扰炉体温场。

2.校准区域远离强电磁场及高频设备，电源接地可靠（接地电阻≤4Ω），确保电信号稳定。

3.管式炉周围设置隔热屏障，防止高温辐射影响操作安全。

3. 被校热电偶检查

1.外观检查：电极丝无断裂、氧化或污染，绝缘瓷管无裂纹，极性标识（正负极）清晰。

2.绝缘测试：500V兆欧表测量电极与保护管间绝缘电阻≥100MΩ（常温下）。

3.退火处理：校准前对热电偶进行退火，消除加工应力。

  4.参考端补偿验证：在冰点器（0℃）中测试冷端补偿误差≤±0.5℃，或确认补偿             导线连接正确。

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磁控式温度开关

• 结构：利用磁性材料（如铁氧体）在居里温度点失磁的特性。
• 工作流程：
  • 常温下→磁铁吸附触点保持闭合。
  • 温度升至居里点→磁性消失→触点弹开（断电）。
  • 冷却后→磁性恢复→需手动复位（部分型号自动复位）。
• 特点：
  • 优点：动作精细（居里点误差小）、无机械磨损。
  • 缺点：温度设定固定，不可调节。
• 应用：电饭煲限温保护、咖啡机防干烧。

电子式温度开关

• 结构：集成温度传感器（如NTC热敏电阻、热电偶）和电子控制电路。
• 工作流程：
  • 传感器检测温度→输出电信号至比较器。
  • 温度超过设定阈值→驱动继电器或固态开关（SSR）断开电路。
  • 可编程逻辑实现延时、多段控制等功能。
• 特点：
  • 优点：高精度（±0.5℃）、响应快（毫秒级）、可调节设定点。
  • 缺点：需外部供电，成本较高。
• 应用：精密温控系统、实验室设备、汽车电子。