數(shù)字式溫濕度計(jì)溫度測(cè)量原理

(1) 傳感器類(lèi)型與工作機(jī)制

• 熱敏電阻（NTC）：
  • 溫度升高時(shí)電阻值下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
  • 通過(guò)測(cè)量電阻分壓值計(jì)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(hào)（如12位精度）。
  • 單總線協(xié)議傳輸，抗干擾強(qiáng)，適合多點(diǎn)測(cè)量。

(2) 信號(hào)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(cè)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(jì)算：根據(jù)熱敏電阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演溫度值。

環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備配置與預(yù)平衡

1.將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)濕度傳感器安裝于設(shè)備工作空間幾何中心及四角位置，傳感器浸入深度≥100mm。

2.連接多通道數(shù)據(jù)采集器，通電預(yù)熱1小時(shí)，初始溫度設(shè)定為25℃，濕度設(shè)定為50%RH。

2.校準(zhǔn)點(diǎn)選擇

1.溫度校準(zhǔn)點(diǎn)：選擇量程下限、上限及中間點(diǎn)，高溫區(qū)需按低溫→高溫順序校準(zhǔn)。

2.濕度校準(zhǔn)點(diǎn)：在20℃環(huán)境中選擇（10~85）%RH范圍內(nèi)≥3個(gè)點(diǎn)。

3.溫度校準(zhǔn)

1.從低溫至高溫逐點(diǎn)升溫，待溫度波動(dòng)≤±0.02℃/10min后穩(wěn)定30分鐘，同步采集9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)數(shù)據(jù)（設(shè)備容積≤2m3時(shí)）。

2.計(jì)算溫度偏差（ΔT=實(shí)測(cè)均值-設(shè)定值）、均勻度（各點(diǎn)比較大溫差）和波動(dòng)度（中心點(diǎn)極差/2），允差參考JJF1101-2019指標(biāo)。

4.濕度校準(zhǔn)

1.按低濕→高濕順序校準(zhǔn)，穩(wěn)定30分鐘后每2分鐘記錄1次數(shù)據(jù)，共15組。

2.計(jì)算濕度偏差（ΔH=實(shí)測(cè)均值-設(shè)定值）、均勻度（各點(diǎn)比較大濕差）和波動(dòng)度（中心點(diǎn)極差/2），允差≤±3.0%RH（高濕區(qū)）。

5.動(dòng)態(tài)性能驗(yàn)證

1.執(zhí)行溫度循環(huán)測(cè)試，驗(yàn)證升降溫速率（≥3℃/min）及程序控制穩(wěn)定性。

2.濕度交變測(cè)試時(shí)，驗(yàn)證從40%RH→80%RH的響應(yīng)時(shí)間≤15分鐘。

6.校準(zhǔn)修正

通過(guò)PID參數(shù)調(diào)整補(bǔ)償溫濕度偏差，重測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)驗(yàn)證修正效果。 無(wú)錫數(shù)字溫濕度計(jì)熱工計(jì)量校準(zhǔn)科技先行，熱工計(jì)量選英菲！

數(shù)字式溫濕度計(jì)濕度測(cè)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(duì)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(hào)處理流程

1. 電容-頻率/電壓轉(zhuǎn)換：通過(guò)振蕩電路將電容變化轉(zhuǎn)換為頻率或電壓信號(hào)。
2. ADC轉(zhuǎn)換：數(shù)字量化濕度信號(hào)。
3. 溫度補(bǔ)償：濕度傳感器受溫度影響，需用溫度測(cè)量值修正濕度讀數(shù)（算法內(nèi)置）。

水浴鍋校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

1.主標(biāo)準(zhǔn)器：選用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，其擴(kuò)展不確定度需優(yōu)于被校水浴鍋的1/3。

2.測(cè)溫裝置：配置多通道高精度測(cè)溫儀及至少3支均勻分布的測(cè)溫探頭，用于檢測(cè)水浴鍋內(nèi)溫度均勻性和波動(dòng)度。

3.輔助工具：專(zhuān)業(yè)支架、高精度計(jì)時(shí)器、攪拌器。

2. 環(huán)境條件

1.實(shí)驗(yàn)室溫度穩(wěn)定在（20±5）℃，相對(duì)濕度≤70%，避免氣流擾動(dòng)影響溫度均勻性。

2.水浴鍋放置于水平穩(wěn)固臺(tái)面，四周預(yù)留足夠散熱空間，電源接地可靠（接地電阻≤4Ω）。

3.校準(zhǔn)前水浴鍋需注入適量去離子水（液面覆蓋加熱管≥5cm），并提前1小時(shí)預(yù)熱至常用溫度點(diǎn)。

3. 被校儀器檢查

1.外觀檢查：鍋體無(wú)滲漏、腐蝕，加熱管無(wú)破損，溫度控制器顯示屏清晰，按鍵功能正常。

2.性能預(yù)檢：運(yùn)行中溫度波動(dòng)度≤±0.3℃/10min，均勻性≤±0.5℃（多點(diǎn)測(cè)量），攪拌器轉(zhuǎn)速穩(wěn)定（波動(dòng)≤±10%）。

3.安全功能：測(cè)試超溫報(bào)警、低水位自動(dòng)斷電功能正常，保險(xiǎn)裝置無(wú)老化。

4.參數(shù)設(shè)置：鎖定PID控制參數(shù)，關(guān)閉自動(dòng)溫度補(bǔ)償，確保校準(zhǔn)過(guò)程中控制模式固定。 熱工校準(zhǔn)快一步，企業(yè)發(fā)展高一籌!

工業(yè)鉑熱電阻的校準(zhǔn)步驟

1. 安裝與連接：將工業(yè)鉑熱電阻和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)放入恒溫槽的插口中，確保感溫元件處于恒溫槽的有效工作區(qū)域，且兩者的插入深度一致。
2. 零點(diǎn)校準(zhǔn)：將恒溫槽溫度設(shè)定為 0℃，開(kāi)啟攪拌裝置，使恒溫槽內(nèi)溫度均勻。待溫度穩(wěn)定后，一般穩(wěn)定時(shí)間不少于 15 分鐘，讀取標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和工業(yè)鉑熱電阻的電阻值。通過(guò)調(diào)整測(cè)量?jī)x器的零點(diǎn)或工業(yè)鉑熱電阻的調(diào)整機(jī)構(gòu)，使工業(yè)鉑熱電阻在 0℃時(shí)的電阻值符合標(biāo)稱(chēng)值，即 R0 值，對(duì)于 Pt100 型鉑熱電阻，R0 應(yīng)為 100.00Ω。
3. 多點(diǎn)校準(zhǔn)：在工業(yè)鉑熱電阻的測(cè)量范圍內(nèi)，均勻選取至少 3 個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，如對(duì)于測(cè)量范圍為 - 50℃ - 150℃的鉑熱電阻，可選取 - 25℃、50℃、100℃三個(gè)溫度點(diǎn)。
4. 偏差計(jì)算：根據(jù)各校準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算工業(yè)鉑熱電阻在各點(diǎn)的溫度偏差。首先根據(jù)工業(yè)鉑熱電阻的電阻值，通過(guò)其分度公式或分度表計(jì)算出對(duì)應(yīng)的溫度值，然后與標(biāo)準(zhǔn)溫度值相減，得到溫度偏差。
5. 重復(fù)性測(cè)試：對(duì)每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行多次測(cè)量，一般不少于 3 次，計(jì)算每次測(cè)量的溫度偏差，觀察偏差的變化情況。重復(fù)性應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，通常要求重復(fù)性誤差不超過(guò)其允許誤差的 1/3。

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數(shù)字溫度計(jì)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：選用恒溫槽或干井爐，溫度波動(dòng)度≤±0.1℃，均勻性≤±0.2℃，確保溫場(chǎng)穩(wěn)定。

2.主標(biāo)準(zhǔn)器：配備二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)或高精度數(shù)字溫度計(jì)（最大允許誤差≤±0.05℃），用于溯源及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溫度源實(shí)際值。

3.數(shù)據(jù)采集設(shè)備：使用多通道高精度測(cè)溫儀（分辨率0.01℃，誤差≤±0.1℃）同步記錄被校數(shù)字溫度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)軟件需支持自動(dòng)生成誤差曲線。

4.輔助工具：絕緣耐高溫探頭夾具、恒溫槽專(zhuān)業(yè)支架、防靜電鑷子。

2. 環(huán)境條件

1.實(shí)驗(yàn)室溫度穩(wěn)定在（23±3）℃，相對(duì)濕度≤65%，避免陽(yáng)光直射或空調(diào)氣流干擾溫場(chǎng)均勻性。

2.校準(zhǔn)區(qū)域需遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源，工作臺(tái)接地良好，確保信號(hào)穩(wěn)定。

3.恒溫槽提前1小時(shí)預(yù)熱至校準(zhǔn)點(diǎn)附近，減少溫度梯度對(duì)探頭的影響。

3. 被校儀器檢查

1.外觀與硬件檢查：外殼無(wú)破損，探頭無(wú)彎曲或絕緣層老化，顯示屏無(wú)斷碼，按鍵功能正常。

2.傳感器狀態(tài)：開(kāi)機(jī)后自檢無(wú)報(bào)錯(cuò)，探頭響應(yīng)時(shí)間≤5秒（參考規(guī)格書(shū)），低溫段無(wú)凝露。

3.功能驗(yàn)證：在室溫及恒溫槽中測(cè)試自動(dòng)關(guān)機(jī)、高低限報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/導(dǎo)出功能是否正常。

4.校準(zhǔn)模式設(shè)置：禁用自動(dòng)量程切換，鎖定采樣速率，恢復(fù)出廠設(shè)置以排除用戶(hù)參數(shù)干擾。 宿遷環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝備熱工計(jì)量校準(zhǔn)公司