數(shù)字式溫濕度計溫度測量原理

(1) 傳感器類型與工作機(jī)制

• 熱敏電阻（NTC）：
  • 溫度升高時電阻值下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
  • 通過測量電阻分壓值計算溫度（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（如12位精度）。
  • 單總線協(xié)議傳輸,，抗干擾強(qiáng),，適合多點測量。

(2) 信號處理流程

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. 溫度計算：根據(jù)熱敏電阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演溫度值,。

熱電阻溫度計校準(zhǔn)

• 校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
  • 標(biāo)準(zhǔn)器：采用高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱或已知準(zhǔn)確阻值 - 溫度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)熱電阻,。
  • 測量儀器：配備高精度的電阻測量儀,，如直流電橋，其測量精度應(yīng)滿足校準(zhǔn)要求,。
  • 恒溫設(shè)備：使用恒溫槽或恒溫箱,，提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。
• 校準(zhǔn)步驟
  • 外觀檢查：查看熱電阻外觀有無損壞,、引線是否完好,。
  • 阻值測量：在室溫下，用電阻測量儀測量熱電阻的阻值,，記錄初始值,。
  • 校準(zhǔn)點選擇：依據(jù)熱電阻的測量范圍，選取校準(zhǔn)點,，如 PT100 熱電阻可選擇 0℃,、50℃、100℃等點,。
  • 校準(zhǔn)過程：將熱電阻放入恒溫設(shè)備,，設(shè)置溫度到校準(zhǔn)點,，待溫度穩(wěn)定后，測量熱電阻在該溫度下的阻值,，與標(biāo)準(zhǔn)阻值對比,，計算誤差。

廉金屬熱電偶校準(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)S型熱電偶或標(biāo)準(zhǔn)黑體爐（溫度范圍覆蓋校準(zhǔn)點，如0~800℃）,，其擴(kuò)展不確定度≤±1.0℃,，需優(yōu)于被校熱電偶的1/3。

2.恒溫源：配置管式爐或恒溫槽（溫度波動度≤±1.0℃,，均勻性≤±2.0℃）,，支持升溫速率≤5℃/min，避免溫度過沖,。

3.測量設(shè)備：配備高精度數(shù)字多用表（分辨率0.1μV,，誤差≤±0.5μV）或?qū)I(yè)熱電偶校準(zhǔn)儀，內(nèi)置冷端補(bǔ)償功能（誤差≤±0.2℃）,。

4.護(hù)管（防止校準(zhǔn)中氧化或污染）,。

2. 環(huán)境條件

1.實驗室溫度穩(wěn)定在（20±5）℃，濕度≤70%RH,，避免強(qiáng)氣流擾動或熱輻射干擾爐體溫場,。

2.校準(zhǔn)區(qū)域遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場及高頻設(shè)備，電源接地可靠（接地電阻≤4Ω）,，確保電信號穩(wěn)定,。

3.管式爐周圍設(shè)置隔熱屏障，防止高溫輻射影響操作安全,。

3. 被校熱電偶檢查

1.外觀檢查：電極絲無斷裂,、氧化或污染，絕緣瓷管無裂紋,，極性標(biāo)識（正負(fù)極）清晰,。

2.絕緣測試：500V兆歐表測量電極與保護(hù)管間絕緣電阻≥100MΩ（常溫下）。

3.退火處理：校準(zhǔn)前對熱電偶進(jìn)行退火,，消除加工應(yīng)力,。

  4.參考端補(bǔ)償驗證：在冰點器（0℃）中測試?yán)涠搜a(bǔ)償誤差≤±0.5℃，或確認(rèn)補(bǔ)償             導(dǎo)線連接正確,。

玻璃液體溫度計校準(zhǔn)

• 校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
  • 標(biāo)準(zhǔn)器：選擇精度等級至少比被校溫度計高一個等級的標(biāo)準(zhǔn)溫度計或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計,。
  • 環(huán)境條件：校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)穩(wěn)定，波動范圍不超過 ±1℃，無強(qiáng)氣流和振動,。
  • 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：檢查溫度計有無破損,、刻度是否清晰,、液柱是否連續(xù)等。
  • 零點校準(zhǔn)：將溫度計插入冰水混合物中,，待示數(shù)穩(wěn)定后（一般需 10 - 15 分鐘）,，調(diào)整溫度計零點。
  • 多點校準(zhǔn)：根據(jù)溫度計測量范圍,，選取若干校準(zhǔn)點,，如測量范圍為 - 50℃ - 150℃，可選擇 - 40℃,、0℃,、50℃、100℃,、140℃等點,。將溫度計放入恒溫槽，設(shè)置恒溫槽溫度至各校準(zhǔn)點,，穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計和被校溫度計示數(shù),，計算誤差。

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）℃,，相對濕度在 45% - 75% 為宜,。
   • 環(huán)境應(yīng)無強(qiáng)電磁場干擾、無振動，避免陽光直射和空氣對流,，以防止對校準(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,，無缺劃,、漏顯等現(xiàn)象，外殼無破損,、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、氧化等,。

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熱敏電阻測溫儀校準(zhǔn)步驟

1. 連接與預(yù)熱
   • 將二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計和被校準(zhǔn)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(nèi)的介質(zhì)充分接觸,，且位置相對靠近,，以保證測量的是相同溫度環(huán)境。
2. 零點校準(zhǔn)
   • 將恒溫槽溫度設(shè)置為 0℃（或熱敏電阻測溫儀測量范圍的下限值）,，待溫度穩(wěn)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(zhǔn)
   • 在熱敏電阻測溫儀的測量范圍內(nèi),，均勻選取至少 5 個校準(zhǔn)點
   • 依次將恒溫槽溫度設(shè)置為各校準(zhǔn)點溫度值,，待溫度穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計測量的標(biāo)準(zhǔn)溫度值和熱敏電阻測溫儀的顯示值,。
4. 示值誤差計算
   • 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),，計算熱敏電阻測溫儀在各校準(zhǔn)點的示值誤差，示值誤差 = 熱敏電阻測溫儀顯示值 - 標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行比較,，判斷是否符合精度要求。一般工業(yè)用熱敏電阻測溫儀的允許誤差為 ±0.5℃ - ±2℃,，具體根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格確定,。
5. 重復(fù)性測試
   • 在同一校準(zhǔn)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(fù)性誤差,。重復(fù)性誤差 = （比較大顯示值 - **小顯示值）/ 測量次數(shù)的平均值,。
   • 重復(fù)性誤差應(yīng)不大于允許誤差的 1/3，以確保測溫儀的測量重復(fù)性良好,。