數(shù)字式溫濕度計(jì)基本組成與**元件

數(shù)字式溫濕度計(jì)通常包含以下模塊： 英菲計(jì)量，讓數(shù)據(jù)開(kāi)口說(shuō)話！淮安環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝備熱工計(jì)量校準(zhǔn)公司

• 溫濕度傳感器：
  • 溫度傳感器：熱敏電阻（NTC/PTC）、半導(dǎo)體數(shù)字傳感器（如DS18B20）、熱電偶（高溫場(chǎng)景）。
  • 濕度傳感器：電容式高分子薄膜傳感器（如Honeywell HIH系列）、電阻式濕敏電阻（較少使用）。
• 信號(hào)調(diào)理電路：放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）。
• 微控制器（MCU）：數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、計(jì)算、邏輯控制。
• 顯示屏：LCD/LED顯示溫濕度數(shù)值（如0.1℃/1%RH分辨率）。
• 電源管理：紐扣電池或鋰電池供電，支持低功耗模式。
• 附加功能：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、藍(lán)牙/Wi-Fi傳輸、超限報(bào)警等。

數(shù)字式溫濕度計(jì)校準(zhǔn)步驟

1.連接與預(yù)熱

將被校溫濕度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)溫濕度發(fā)生器置于同一測(cè)試艙內(nèi)，確保兩者探頭處于相同位置且不受氣流干擾

開(kāi)啟設(shè)備電源，預(yù)熱30分鐘（參考設(shè)備說(shuō)明書(shū)要求）

2.溫度校準(zhǔn)

1.低溫點(diǎn)校準(zhǔn)

設(shè)置恒溫箱溫度為量程下限，濕度保持50%RH，穩(wěn)定30分鐘后

記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度值T標(biāo)與被校溫度值T測(cè)，計(jì)算誤差ΔT=T測(cè)-T標(biāo)

若超差，通過(guò)校準(zhǔn)菜單修正零點(diǎn)參數(shù)

2.高溫點(diǎn)校準(zhǔn)

升溫至量程上限，濕度保持50%RH，穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)

調(diào)整量程增益參數(shù)，使上限點(diǎn)誤差符合要求

3.濕度校準(zhǔn)

1.低濕校準(zhǔn)

設(shè)置溫度25℃，濕度調(diào)至下限，穩(wěn)定20分鐘后對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)濕度計(jì)與被校儀表讀數(shù)，修正濕度零點(diǎn)偏差

2.高濕校準(zhǔn)

提高濕度至上限，穩(wěn)定后校準(zhǔn)量程線性度

4.多點(diǎn)測(cè)試

1.選取溫濕度組合點(diǎn)：低溫低濕（0℃/20%RH）、常溫常濕（25℃/50%RH）、高溫高濕（50℃/85%RH）等

2.每點(diǎn)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算非線性誤差（比較大偏差≤±1.5%FS）

5.回程誤差測(cè)試

1.溫度回程：25℃→50℃→25℃循環(huán)，記錄升/降溫時(shí)同一溫度點(diǎn)的濕度偏差

2.濕度回程：30%RH→80%RH→30%RH循環(huán)，檢測(cè)濕度滯后誤差（應(yīng)≤±2%RH）

6.穩(wěn)定性驗(yàn)證

1.在25℃/50%RH標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，每小時(shí)記錄1次數(shù)據(jù)

2.計(jì)算溫濕度漂移量

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校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 選擇校準(zhǔn)環(huán)境：應(yīng)在溫度穩(wěn)定、無(wú)明顯氣流和振動(dòng)、清潔且光線充足的環(huán)境中進(jìn)行校準(zhǔn)，理想的環(huán)境溫度波動(dòng)應(yīng)控制在 ±0.2℃以內(nèi)。
2. 準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)器具：需要使用高精度的恒溫槽作為標(biāo)準(zhǔn)溫度源，其溫度均勻性和穩(wěn)定性應(yīng)滿足校準(zhǔn)要求，通常溫度波動(dòng)應(yīng)在 ±0.05℃以內(nèi)。同時(shí)，準(zhǔn)備一支或多支經(jīng)更高等級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，其精度要比被校準(zhǔn)的Hg溫度計(jì)至少高一個(gè)等級(jí)，比如標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的最大允許誤差為 ±0.05℃，而被校準(zhǔn)Hg溫度計(jì)的最大允許誤差為 ±0.1℃。
3. 檢查被校溫度計(jì)：觀察**溫度計(jì)的外觀是否有破損、刻度是否清晰、Hg柱是否連續(xù)且無(wú)斷裂等情況。

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）。

水浴鍋工作原理流程

(1) 加熱階段

• 電能轉(zhuǎn)化為熱能：通電后，加熱元件開(kāi)始加熱水槽中的水。
• 熱量傳遞：水通過(guò)熱對(duì)流（自然或強(qiáng)制循環(huán)）將熱量傳遞給浸入其中的樣品容器（如試管、燒杯）。

(2) 溫度控制與恒溫維持

• 溫度檢測(cè)：傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水溫，并將信號(hào)反饋至控制器。
• PID調(diào)節(jié)（比例-積分-微分控制）：
  • 控制器比較實(shí)際溫度與設(shè)定溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)加熱元件的功率（如間歇通電或調(diào)壓）減少溫差。
  • 例如，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，持續(xù)加熱；接近設(shè)定值時(shí)，降低加熱功率以避免超調(diào)。
• 均勻性保障：循環(huán)水泵推動(dòng)水流，減少局部溫度差異（尤其在大型水浴鍋中）。

(3) 安全保護(hù)機(jī)制

• 超溫保護(hù)：雙保險(xiǎn)設(shè)計(jì)，**溫控開(kāi)關(guān)在溫度異常升高時(shí)切斷電源。
• 缺水報(bào)警：水位傳感器檢測(cè)水量，防止干燒損壞設(shè)備。

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 工作用輻射溫度計(jì)的理論基礎(chǔ)：黑體輻射定律

所有溫度高于***零度（-273.15℃）的物體均會(huì)向外輻射電磁波，其輻射特性遵循以下物理定律： 淮安環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝備熱工計(jì)量校準(zhǔn)公司

• 普朗克定律（Planck's Law）：描述黑體輻射能量按波長(zhǎng)和溫度的分布規(guī)律。
• 斯特藩-玻爾茲曼定律（Stefan-Boltzmann Law）：黑體總輻射功率與溫度的四次方成正比（P=εσT4，其中ε為發(fā)射率，σ為斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)）。
• 維恩位移定律（Wien's Displacement Law）：峰值輻射波長(zhǎng)與溫度成反比（λmax=Tb，b為維恩常數(shù)）。