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）,。

1. 標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備選擇
   • 選用高精度的溫度標(biāo)準(zhǔn)源作為校準(zhǔn)的基準(zhǔn),，其不確定度應(yīng)優(yōu)于被校準(zhǔn)溫度顯示儀不確定度的 1/3。例如,，如果溫度顯示儀的不確定度為 ±1℃,，則溫度標(biāo)準(zhǔn)源的不確定度應(yīng)優(yōu)于 ±0.3℃。
   • 根據(jù)溫度顯示儀的輸入類型（如熱電偶、熱電阻等）,，準(zhǔn)備相應(yīng)的連接導(dǎo)線和轉(zhuǎn)換接口,，確保連接可靠，信號(hào)傳輸準(zhǔn)確,。
2. 環(huán)境條件檢查
   • 校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)保持在（20±5）℃,，相對(duì)濕度在 45% - 75% 為宜。
   • 環(huán)境應(yīng)無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾,、無(wú)振動(dòng),，避免陽(yáng)光直射和空氣對(duì)流，以防止對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果產(chǎn)生影響,。
3. 被校溫度顯示儀檢查
   • 檢查溫度顯示儀的外觀,，顯示屏應(yīng)清晰完整，無(wú)缺劃,、漏顯等現(xiàn)象,，外殼無(wú)破損、變形,。
   • 檢查各按鍵,、旋鈕操作是否靈活，功能是否正常,，連接端子是否松動(dòng),、氧化等。

工作用輻射溫度計(jì)校準(zhǔn)步驟

1.連接與預(yù)熱

1.將標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)與待校溫度計(jì)對(duì)準(zhǔn)黑體輻射源中心，保持相同測(cè)量距離,，確保測(cè)量視場(chǎng)完全覆蓋黑體腔開口,。

2.開啟黑體輻射源及溫度計(jì)電源，預(yù)熱至少30分鐘（具體時(shí)間參照設(shè)備說明書）,。

2.下限校準(zhǔn)

1.設(shè)置黑體源溫度為量程下限,，待溫度穩(wěn)定后（波動(dòng)≤±1℃），記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值T1和待校溫度計(jì)示值T2,。

2.調(diào)整待校溫度計(jì)零點(diǎn)/偏移參數(shù),，使T2=T1±允許誤差。

3.量程校準(zhǔn)

1.將黑體源升溫至量程上限,，穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)值與待校值,。

2.通過增益調(diào)整功能修正量程偏差，確保上限點(diǎn)誤差在允許范圍內(nèi),。

4.多點(diǎn)校準(zhǔn)

1.在量程范圍內(nèi)均勻選取5個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),。

2.每個(gè)溫度點(diǎn)穩(wěn)定后同步記錄標(biāo)準(zhǔn)值和被校值,，計(jì)算示值誤差Δ=被校值-標(biāo)。準(zhǔn)值

3.繪制溫度-誤差曲線,，驗(yàn)證線性度（典型要求≤±1%FS）,。

5.回程誤差測(cè)試

1.從下限至上限按50℃間隔逐步升溫測(cè)試，記錄各點(diǎn)輸出值,。

2.從上限以相同間隔逐步降溫測(cè)試,，計(jì)算同一溫度點(diǎn)升/降過程的較大差值。

3.回程誤差應(yīng)≤基本誤差限的1/2,。

6.穩(wěn)定性驗(yàn)證

1.在中間量程點(diǎn)持續(xù)工作2小時(shí),，每15分鐘記錄1次測(cè)量值。

2.計(jì)算比較大漂移量,，應(yīng)滿足年穩(wěn)定性指標(biāo),。

玻璃液體溫度計(jì)校準(zhǔn)

• 校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
  • 標(biāo)準(zhǔn)器：選擇精度等級(jí)至少比被校溫度計(jì)高一個(gè)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。
  • 環(huán)境條件：校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)穩(wěn)定,，波動(dòng)范圍不超過 ±1℃,，無(wú)強(qiáng)氣流和振動(dòng)。
  • 設(shè)備：準(zhǔn)備恒溫槽,，根據(jù)校準(zhǔn)溫度范圍選擇合適的恒溫槽,，如低溫恒溫槽用于低溫校準(zhǔn)，油恒溫槽用于中高溫校準(zhǔn),。
• 校準(zhǔn)步驟
  • 外觀檢查：檢查溫度計(jì)有無(wú)破損,、刻度是否清晰、液柱是否連續(xù)等,。
  • 零點(diǎn)校準(zhǔn)：將溫度計(jì)插入冰水混合物中,，待示數(shù)穩(wěn)定后（一般需 10 - 15 分鐘），調(diào)整溫度計(jì)零點(diǎn),。
  • 多點(diǎn)校準(zhǔn)：根據(jù)溫度計(jì)測(cè)量范圍,，選取若干校準(zhǔn)點(diǎn)，如測(cè)量范圍為 - 50℃ - 150℃,，可選擇 - 40℃,、0℃、50℃,、100℃,、140℃等點(diǎn)。將溫度計(jì)放入恒溫槽,，設(shè)置恒溫槽溫度至各校準(zhǔn)點(diǎn)，穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)和被校溫度計(jì)示數(shù),，計(jì)算誤差,。

恒溫槽校準(zhǔn)步驟 英菲熱工，享譽(yù)全球,！金華恒溫槽熱工計(jì)量檢測(cè)公司

1.設(shè)備配置與預(yù)平衡

1. 將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)（如PT100,，擴(kuò)展不確定度U≤0.05℃）安裝于槽體幾何中心及四角位置，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℃

2.溫度均勻性校準(zhǔn)

1. 設(shè)置目標(biāo)溫度（如-20℃、50℃,、150℃）,，待溫度穩(wěn)定（波動(dòng)≤±0.01℃/10min）后保持30分鐘
2. 同步讀取5個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)據(jù)，計(jì)算工作區(qū)域比較大溫差（允差≤±0.05℃/工業(yè)級(jí)）

3.溫度波動(dòng)性測(cè)試

1. 在中間溫度點(diǎn)（如100℃）連續(xù)采集數(shù)據(jù)30分鐘,，采樣間隔10秒
2. 計(jì)算溫度波動(dòng)度：t波動(dòng)=(tmax-tmin)/2（應(yīng)≤±0.02℃/高精度槽）

4.溫度穩(wěn)定性驗(yàn)證

1. 在量程上限（如200℃）連續(xù)運(yùn)行8小時(shí),，每小時(shí)記錄中心點(diǎn)溫度值
2. 漂移量ΔT=|t終-t初|應(yīng)≤±0.1℃（AA級(jí)恒溫槽指標(biāo)）

5.升溫/降溫速率測(cè)試

1. 設(shè)置從50℃→150℃全功率升溫，記錄達(dá)到設(shè)定值±0.1℃范圍所需時(shí)間
2. 計(jì)算平均速率（典型值≥3℃/min）,，超差時(shí)檢查加熱系統(tǒng)功率

6.參數(shù)修正與報(bào)告

1. 通過PID參數(shù)調(diào)整補(bǔ)償溫度偏差,，重測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)驗(yàn)證修正效果
2. 生成校準(zhǔn)證書，包含均勻性,、波動(dòng)度,、穩(wěn)定性及測(cè)量不確定度（如U=0.03℃,k=2）

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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(dòng)觸點(diǎn)分離（切斷電路）。
  • 溫度降低→雙金屬片恢復(fù)平直→觸點(diǎn)閉合（導(dǎo)通電路）,。
• 特點(diǎn)：
  • 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、成本低、無(wú)需外部電源,。
  • 缺點(diǎn)：精度較低（±5℃）,，響應(yīng)速度慢（秒級(jí)），機(jī)械壽命有限（約10萬(wàn)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(dòng)波紋管形變→觸發(fā)微動(dòng)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(diǎn)：
  • 優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力大、精度較高（±2℃）,、適合高壓/高功率場(chǎng)景,。
  • 缺點(diǎn)：體積較大,，存在液體泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
• 應(yīng)用：工業(yè)加熱設(shè)備,、壓縮機(jī)過熱保護(hù),。