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）。

水浴鍋校準(zhǔn)步驟

1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1.確認(rèn)環(huán)境條件：溫度（15~35）℃，相對濕度≤85%，無振動及強(qiáng)氣流干擾。

2.檢查水浴鍋外觀及功能：確保無漏水、溫控器正常、注水液面覆蓋加熱器20mm以上。

3.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)器：選擇擴(kuò)展不確定度U≤0.1℃的溫度傳感器（如PT100），時間常數(shù)＜15s。

2.傳感器布點

1.有孔結(jié)構(gòu)：將溫度傳感器置于每個孔的幾何中心（單孔/多孔對應(yīng)不同布點）。

2.無孔結(jié)構(gòu)：在工作區(qū)幾何中心及距內(nèi)壁1/10邊長的左上、右上、右下、左下四點布設(shè)。

3.溫度校準(zhǔn)實施

1.選擇校準(zhǔn)點：使用范圍的上限（如100℃）、下限（如0℃）及中間點（如50℃）。

2.設(shè)定目標(biāo)溫度后穩(wěn)定運行，待溫度波動≤±0.02℃/10min開始記錄。

3.空載狀態(tài)下每2分鐘采集數(shù)據(jù)，30分鐘內(nèi)至少記錄15組（多通道同步采集）。

4.數(shù)據(jù)處理與判定

1.溫度偏差：ΔT=實測均值-設(shè)定值，允差±1℃（典型工業(yè)級要求）。

2.溫度波動度：（tmax-tmin）/2，要求≤±0.5℃。

3.溫度均勻度：各點比較大溫差均值，要求≤1℃。

5.校準(zhǔn)后處理

1.調(diào)整PID參數(shù)修正偏差，重新驗證關(guān)鍵校準(zhǔn)點。 松江區(qū)熱電偶熱工計量校準(zhǔn)高效化，服務(wù)全球化！

比較法

1. 準(zhǔn)備工作
   • 標(biāo)準(zhǔn)溫度計：選取經(jīng)過校準(zhǔn)且精度更高的標(biāo)準(zhǔn)溫度計，如鉑電阻溫度計，作為比對標(biāo)準(zhǔn)。
   • 穩(wěn)定環(huán)境：選擇溫度穩(wěn)定、無強(qiáng)氣流、無陽光直射的環(huán)境，避免環(huán)境因素對測量結(jié)果的干擾。
2. 校準(zhǔn)步驟
   • 同步測量：將紅外線測溫儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度計同時對準(zhǔn)同一物體或同一環(huán)境，確保兩者測量的是相同的溫度源。
   • 記錄數(shù)據(jù)：分別記錄紅外線測溫儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度計的測量值。
   • 校準(zhǔn)調(diào)整：對比兩個測量值，根據(jù)差異對紅外線測溫儀進(jìn)行校準(zhǔn)調(diào)整，如調(diào)整溫度偏差參數(shù)等，使紅外線測溫儀的測量值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計的測量值盡量接近。

雙金屬片式溫度開關(guān)

• 結(jié)構(gòu)：由兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬層壓成片狀。
• 工作流程：
  • 溫度升高→雙金屬片因膨脹差異彎曲→推動觸點分離（切斷電路）。
  • 溫度降低→雙金屬片恢復(fù)平直→觸點閉合（導(dǎo)通電路）。
• 特點：
  • 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無需外部電源。
  • 缺點：精度較低（±5℃），響應(yīng)速度慢（秒級），機(jī)械壽命有限（約10萬次）。
• 應(yīng)用：電熱水壺、電熨斗、電機(jī)過熱保護(hù)。

液體膨脹式溫度開關(guān)

• 結(jié)構(gòu)：感溫包內(nèi)充注液體（如硅油），通過毛細(xì)管連接波紋管或膜片。
• 工作流程：
  • 溫度升高→液體膨脹→壓力推動波紋管形變→觸發(fā)微動開關(guān)。
  • 溫度降低→液體收縮→波紋管復(fù)位→開關(guān)恢復(fù)初始狀態(tài)。
• 特點：
  • 優(yōu)點：驅(qū)動力大、精度較高（±2℃）、適合高壓/高功率場景。
  • 缺點：體積較大，存在液體泄漏風(fēng)險。
• 應(yīng)用：工業(yè)加熱設(shè)備、壓縮機(jī)過熱保護(hù)。

溫度開關(guān)校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

1.標(biāo)準(zhǔn)溫度源：選用干井爐或恒溫槽，溫度波動度≤±0.3℃，均勻性≤±0.5℃，確保溫場穩(wěn)定。

2.溫度測量設(shè)備：配備二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計或高精度數(shù)字溫度表（最大允許誤差≤±0.1℃），用于實時監(jiān)測溫度源實際值。

3.開關(guān)狀態(tài)檢測：準(zhǔn)備數(shù)字多用表或通斷測試儀（響應(yīng)時間≤10ms），用于檢測溫度開關(guān)觸點通斷狀態(tài)及動作響應(yīng)時間。

4.輔助工具：絕緣耐高溫夾具（固定溫度開關(guān)探頭）、計時器（記錄動作時間偏差）、高溫防護(hù)手套。

2. 環(huán)境條件

1.實驗室溫度（20±5）℃，相對濕度≤70%，避免氣流擾動影響溫場均勻性。

2.遠(yuǎn)離振動源及強(qiáng)電磁干擾設(shè)備，工作臺穩(wěn)固防振，電氣接地良好。

3.高溫校準(zhǔn)時需設(shè)置安全防護(hù)區(qū)，防止人員接觸高溫部件。

3. 被校儀器檢查

1.外觀檢查：外殼無變形、破損，接線端子無氧化，標(biāo)簽（型號、動作溫度值）清晰。

2.機(jī)械性能檢查：開關(guān)動作機(jī)構(gòu)靈活無卡滯，復(fù)位彈簧無銹蝕或疲勞，觸點無燒蝕或污漬。

3.功能預(yù)測試：常溫下手動觸發(fā)開關(guān)，通斷狀態(tài)正常，觸點電阻≤0.1Ω（通過多用表測量）。

4.校準(zhǔn)點設(shè)置：根據(jù)規(guī)格書預(yù)設(shè)至少3個動作溫度點，升溫/降溫速率≤1℃/min，避免過沖。

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工作用輻射溫度計校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1.標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

1.選用標(biāo)準(zhǔn)輻射源（如黑體輻射源），其擴(kuò)展不確定度應(yīng)優(yōu)于被校輻射溫度計的1/3，溫度范圍需覆蓋200~1200℃（根據(jù)實際需求調(diào)整），黑體發(fā)射率不低于0.99。

2.配備高穩(wěn)定性黑體爐，溫度波動度控制在±0.5℃以內(nèi)，均勻性優(yōu)于±1℃（依據(jù)校準(zhǔn)點溫度調(diào)整要求）。

3.準(zhǔn)備高精度光譜輻射計或經(jīng)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)紅外溫度計，用于比對測量，其分辨率不低于0.1℃，最大允許誤差不超過±0.1%。

4.配套距離調(diào)節(jié)裝置，確保輻射溫度計與被測黑體源的距離符合儀器說明書要求，避免視場遮擋。

2.環(huán)境條件

1.實驗室溫度應(yīng)穩(wěn)定在（23±5）℃，相對濕度≤70%，避免強(qiáng)氣流或熱輻射干擾（如空調(diào)直吹、陽光直射或高溫設(shè)備輻射）。

2.校準(zhǔn)區(qū)域需屏蔽環(huán)境雜散光及強(qiáng)電磁場，背景輻射溫度與校準(zhǔn)目標(biāo)溫差應(yīng)小于5℃。

3.工作臺應(yīng)穩(wěn)固防振，避免因振動導(dǎo)致光學(xué)對準(zhǔn)偏移。

3.被校儀器檢查

1.檢查輻射溫度計光學(xué)鏡頭是否清潔、無劃痕或污染，外殼無變形，銘牌信

息完整。

2.驗證電源及信號接口連接可靠，電池電量充足（如為便攜式），開機(jī)后自

檢功能正常。

3.確認(rèn)參數(shù)設(shè)置正確，包括發(fā)射率、波長范圍、距離系數(shù)等，與被測黑體源

參數(shù)匹配。 湖州溫度顯示儀熱工計量校準(zhǔn)