數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）。
  • 通過測量電阻分壓值計算溫度（需線性化校準）。
• 數字溫度傳感器（如DS18B20）：
  • 內部集成ADC，直接輸出數字信號（如12位精度）。
  • 單總線協議傳輸，抗干擾強，適合多點測量。

(2) 信號處理流程

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

校準前準備

1. 設備準備：標準器采用鉑電阻溫度計或輻射溫度計，準備滿足校準規范的輻射源，如高精度的黑體輻射源。
2. 環境條件：校準時的溫度應為 23℃±5℃，相對濕度應不大于 85%（無結露），外界無較大干擾源。
3. 人員要求：校準人員應熟悉校準規程和待測設備的性能參數，會規范使用設備，比較好是通過培訓或有同種校準經驗的人員。

校準流程

1. 外觀檢查：檢查待校準熱像儀外觀是否潔凈，有無形變、破損，數字顯示是否清晰，各部件是否齊全、連接是否緊固，設備的名稱、型號、性能參數、使用說明等資料是否齊全。
2. 基本功能檢測：確認待校準設備部件齊全，按鍵、電源等正常，正常工作。
3. 性能檢測
   • 準備校準實驗室：在校準實驗室中，使用高精度的熱像儀參考源，將參考源均勻排列，以便熱像儀進行測量。
   • 執行校準：熱像儀依次指向每個參考源，并記錄每個溫度下的信號值。校準軟件捕獲這些信號值和參考源的溫度值，并用于繪制曲線。
   • 數據分析：校準完成后，將熱像儀的數據載入校準軟件中進行分析，確定熱像儀的準確性和精度。

校準結果處理

1. 判定：根據校準數據判定被測儀器，如所有校準項目均合格則出具檢測證書，如有不合格項目，要做好標注，出具檢測結果通知。

溫度數據采集儀校準前準備

1. 標準器及配套設備

1.標準信號源：選用多通道高精度信號源（如熱電偶/熱電阻模擬器），不確定度優于被校儀器的1/3，支持K型、PT100等傳感器類型；模擬輸入需標準電壓/電流源，誤差≤±0.02% FS。

2.恒溫設備：干井爐、恒溫槽或黑體爐需覆蓋被校量程，溫度穩定性±0.05℃（高精度）或±0.1℃（常規），均勻度±0.1℃。

3.參考儀器：6?位以上數字萬用表（誤差≤±0.01%）驗證信號源，配備數據記錄軟件同步采集多通道數據。

2. 環境條件

1.實驗室溫度（20±3）℃，濕度30%-70%，

2.無強電磁干擾（需屏蔽或接地）、振動，工作臺防震處理。

3. 被校儀器檢查

1.外觀與接口：外殼、屏幕、按鍵完好，標識清晰；輸入/輸出端子無氧化、松動。

2.功能預檢：開機自檢無報錯，通道切換響應穩定；通過上位機軟件驗證數據傳輸（如Modbus、USB）及存儲功能。

3.參數配置：核對采樣率、量程、濾波設置，更新固件。

熱敏電阻測溫儀校準步驟

1. 連接與預熱
   • 將二等標準鉑電阻溫度計和被校準的熱敏電阻測溫儀的探頭同時放入恒溫槽中，確保兩者與恒溫槽內的介質充分接觸，且位置相對靠近，以保證測量的是相同溫度環境。
2. 零點校準
   • 將恒溫槽溫度設置為 0℃（或熱敏電阻測溫儀測量范圍的下限值），待溫度穩定后，觀察熱敏電阻測溫儀的顯示值是否為 0℃（或下限值）。
3. 多點校準
   • 在熱敏電阻測溫儀的測量范圍內，均勻選取至少 5 個校準點
   • 依次將恒溫槽溫度設置為各校準點溫度值，待溫度穩定后，記錄標準鉑電阻溫度計測量的標準溫度值和熱敏電阻測溫儀的顯示值。
4. 示值誤差計算
   • 根據記錄的數據，計算熱敏電阻測溫儀在各校準點的示值誤差，示值誤差 = 熱敏電阻測溫儀顯示值 - 標準鉑電阻溫度計測量值。
   • 將示值誤差與熱敏電阻測溫儀的允許誤差進行比較，判斷是否符合精度要求。一般工業用熱敏電阻測溫儀的允許誤差為 ±0.5℃ - ±2℃，具體根據產品規格確定。
5. 重復性測試
   • 在同一校準點下，多次（一般不少于 3 次）測量熱敏電阻測溫儀的顯示值，計算其重復性誤差。重復性誤差 = （比較大顯示值 - **小顯示值）/ 測量次數的平均值。
   • 重復性誤差應不大于允許誤差的 1/3，以確保測溫儀的測量重復性良好。

磁控式溫度開關

• 結構：利用磁性材料（如鐵氧體）在居里溫度點失磁的特性。
• 工作流程：
  • 常溫下→磁鐵吸附觸點保持閉合。
  • 溫度升至居里點→磁性消失→觸點彈開（斷電）。
  • 冷卻后→磁性恢復→需手動復位（部分型號自動復位）。
• 特點：
  • 優點：動作精細（居里點誤差小）、無機械磨損。
  • 缺點：溫度設定固定，不可調節。
• 應用：電飯煲限溫保護、咖啡機防干燒。

電子式溫度開關

• 結構：集成溫度傳感器（如NTC熱敏電阻、熱電偶）和電子控制電路。
• 工作流程：
  • 傳感器檢測溫度→輸出電信號至比較器。
  • 溫度超過設定閾值→驅動繼電器或固態開關（SSR）斷開電路。
  • 可編程邏輯實現延時、多段控制等功能。
• 特點：
  • 優點：高精度（±0.5℃）、響應快（毫秒級）、可調節設定點。
  • 缺點：需外部供電，成本較高。
• 應用：精密溫控系統、實驗室設備、汽車電子。

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工業鉑熱電阻的校準前準備

1. 標準器選擇：通常選用高精度的標準鉑電阻溫度計作為標準器，其不確定度應滿足校準要求，一般優于被校準工業鉑熱電阻不確定度的 1/3。例如，被校準鉑熱電阻的不確定度為 ±0.1℃，則標準鉑電阻溫度計的不確定度應優于 ±0.03℃。
2. 配套設備：準備恒溫槽，要求其溫度均勻性和穩定性良好，溫度波動度在 ±0.05℃以內，溫度均勻性在 ±0.1℃以內。還需配備直流電位差計或數字多用表等測量儀器，其分辨率和準確度要滿足測量要求，如分辨率應達到 0.1μV。
3. 環境條件：校準環境溫度應控制在（20±5）℃，相對濕度在 45% - 75% 之間，環境應無強電磁場干擾、無振動，避免陽光直射和空氣對流。
4. 被校鉑熱電阻檢查：檢查工業鉑熱電阻的外觀，保護管應無破損、變形，接線盒應完好，引線連接牢固。同時，測量其絕緣電阻，絕緣電阻應不小于 100MΩ（100V 直流電壓下），以確保其電氣性能良好。