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）。

雙金屬溫度計(jì)的校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 標(biāo)準(zhǔn)器選擇：選用精度等級(jí)至少比被校準(zhǔn)雙金屬溫度計(jì)高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，如二等標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或高精度的鉑電阻溫度計(jì)等，標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的測(cè)量范圍應(yīng)覆蓋雙金屬溫度計(jì)的測(cè)量范圍。
2. 輔助設(shè)備：準(zhǔn)備恒溫槽，要求其溫度均勻性和穩(wěn)定性良好，溫度波動(dòng)應(yīng)在 ±0.1℃以內(nèi)；還需準(zhǔn)備用于固定溫度計(jì)的夾具、攪拌器等輔助工具，攪拌器用于使恒溫槽內(nèi)溫度均勻。
3. 環(huán)境條件：校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)保持在（20±5）℃，相對(duì)濕度不大于 80%，周圍無(wú)強(qiáng)磁場(chǎng)、無(wú)振動(dòng)，且無(wú)明顯的空氣對(duì)流。
4. 被校溫度計(jì)檢查：檢查雙金屬溫度計(jì)的外觀，表盤(pán)應(yīng)清晰、無(wú)破損，指針能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)卡滯現(xiàn)象，雙金屬溫度計(jì)的感溫元件應(yīng)無(wú)變形、損傷等缺陷。

溫度數(shù)據(jù)采集器校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備連接與預(yù)熱

1.將標(biāo)準(zhǔn)溫度源（如干體爐/恒溫槽）與被校數(shù)據(jù)采集器各通道連接，確保傳感器浸入深度≥80mm。

2.通電預(yù)熱30分鐘，開(kāi)啟采集軟件并清空歷史數(shù)據(jù)。

2.通道一致性檢測(cè)

1.設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)源至25℃，穩(wěn)定后（波動(dòng)≤±0.1℃）同步讀取所有通道數(shù)據(jù)。

2.通道間比較大偏差應(yīng)≤±0.2℃（典型要求），超差時(shí)校準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓源。

3.零點(diǎn)校準(zhǔn)

1.設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)源至量程下限（如-20℃），穩(wěn)定10分鐘后記錄各通道數(shù)據(jù)。

2.通過(guò)軟件校準(zhǔn)模塊修正零點(diǎn)偏移，確保示值誤差≤±0.3℃。

4.量程校準(zhǔn)

1.升溫至量程上限（如150℃），調(diào)整各通道增益系數(shù)使誤差≤±0.5%FS。

2.帶熱電偶通道需同步補(bǔ)償冷端溫度（參考冰點(diǎn)器0℃基準(zhǔn)）。

5.多點(diǎn)線性校準(zhǔn)

1.選取校準(zhǔn)點(diǎn)：-20℃、0℃、50℃、100℃、150℃（覆蓋全量程）。

2.每點(diǎn)穩(wěn)定后采集10組數(shù)據(jù)，計(jì)算非線性誤差（要求≤±0.2%FS）。

6.動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試

1.以2℃/min速率從50℃升溫至100℃，記錄數(shù)據(jù)采集頻率與溫度變化同步性。

2.比較大延遲時(shí)間應(yīng)≤3秒（采樣周期1秒時(shí)）。

7.長(zhǎng)期穩(wěn)定性驗(yàn)證

1.在80℃恒溫點(diǎn)連續(xù)運(yùn)行8小時(shí)，每小時(shí)記錄各通道數(shù)據(jù)。

2.漂移量應(yīng)≤±0.5℃（工業(yè)級(jí)設(shè)備典型指標(biāo)）。

溫濕度記錄儀校準(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)及標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器，其不確定度需優(yōu)于被校記錄儀的1/3。

2.恒溫恒濕箱：溫度波動(dòng)度≤±0.3℃，濕度波動(dòng)度≤±1.5%RH，均勻性分別≤±0.5℃和±2.0%RH，確保校準(zhǔn)環(huán)境穩(wěn)定。

3.數(shù)據(jù)比對(duì)設(shè)備：配置多通道高精度測(cè)溫儀及濕度傳感器，同步記錄標(biāo)準(zhǔn)值與記錄儀輸出數(shù)據(jù)。

4.輔助工具：探頭固定支架、屏蔽線纜、計(jì)時(shí)器、校準(zhǔn)軟件。

2. 環(huán)境條件

1.實(shí)驗(yàn)室溫濕度穩(wěn)定在（20±3）℃、（50±10）%RH，避免氣流擾動(dòng)或人員頻繁出入導(dǎo)致環(huán)境波動(dòng)。

2.校準(zhǔn)區(qū)域遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)、振動(dòng)源及熱輻射設(shè)備，電源單獨(dú)接地，電壓波動(dòng)≤±5%。

3.恒溫恒濕箱提前2小時(shí)預(yù)熱至校準(zhǔn)點(diǎn)，并穩(wěn)定運(yùn)行30分鐘以上。

3. 被校儀器檢查

1.外觀檢查：記錄儀外殼無(wú)破損，探頭無(wú)污染或結(jié)露，顯示屏無(wú)斷碼，按鍵及接口功能正常。

2.功能驗(yàn)證：開(kāi)機(jī)自檢無(wú)報(bào)錯(cuò)，溫濕度示值穩(wěn)定無(wú)跳變。測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期、報(bào)警閾值觸發(fā)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能正常。

3.校準(zhǔn)設(shè)置：禁用內(nèi)部溫濕度補(bǔ)償功能，恢復(fù)出廠參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)記錄間隔與校準(zhǔn)軟件同步，清理歷史數(shù)據(jù)避免干擾。

4.預(yù)熱處理：記錄儀在恒溫恒濕環(huán)境中靜置1小時(shí)，確保探頭與環(huán)境充分熱平衡。 ?熱工數(shù)據(jù)準(zhǔn)，生產(chǎn)效益高！

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(diǎn)，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(dòng)度≤±1.0℃，均勻性≤±2.0℃），支持升溫速率≤5℃/min，避免溫度過(guò)沖。

3.測(cè)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(shí)驗(yàn)室溫度穩(wěn)定在（20±5）℃，濕度≤70%RH，避免強(qiáng)氣流擾動(dòng)或熱輻射干擾爐體溫場(chǎng)。

2.校準(zhǔn)區(qū)域遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)及高頻設(shè)備，電源接地可靠（接地電阻≤4Ω），確保電信號(hào)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(wú)斷裂、氧化或污染，絕緣瓷管無(wú)裂紋，極性標(biāo)識(shí)（正負(fù)極）清晰。

2.絕緣測(cè)試：500V兆歐表測(cè)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(duì)熱電偶進(jìn)行退火，消除加工應(yīng)力。

  4.參考端補(bǔ)償驗(yàn)證：在冰點(diǎn)器（0℃）中測(cè)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。

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機(jī)械式溫濕度計(jì)校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備布置

1.將標(biāo)準(zhǔn)溫濕度傳感器與被校機(jī)械式溫濕度計(jì)并列置于恒溫恒濕箱中心區(qū)域，兩者間距≥10cm

2.保持箱內(nèi)空氣流速≤0.5m/s，避免直吹儀表

2.溫度校準(zhǔn)

1.低溫校準(zhǔn)：設(shè)置箱體至量程下限（如-10℃），濕度保持50%RH，穩(wěn)定1小時(shí)后對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值與指針讀數(shù)，誤差超差時(shí)（如±1℃）用**工具調(diào)整游絲張力

2.高溫校準(zhǔn)：升溫至量程上限（如50℃），穩(wěn)定后通過(guò)調(diào)節(jié)雙金屬片固定螺絲修正偏差

3.濕度校準(zhǔn)

1.低濕校準(zhǔn)：設(shè)置溫度25℃，濕度調(diào)至20%RH，穩(wěn)定40分鐘后

撥動(dòng)濕度表指針至標(biāo)準(zhǔn)值，調(diào)整毛發(fā)束/聚合物膜預(yù)緊力

2.高濕校準(zhǔn)：提高濕度至95%RH，穩(wěn)定后校準(zhǔn)量程范圍，修正刻度盤(pán)定位

4.同步性測(cè)試

1.選取特征點(diǎn)：（0℃/30%RH）、（25℃/60%RH）、（50℃/90%RH）

2.每點(diǎn)穩(wěn)定后記錄溫濕度示值誤差，要求溫度≤±1.5℃，濕度≤±5%RH

5.回差檢測(cè)

1.溫度回程：25℃→40℃→25℃循環(huán)，檢測(cè)指針復(fù)位偏差（應(yīng)≤±0.5℃）

2.濕度回程：50%RH→80%RH→50%RH循環(huán)，檢查毛發(fā)束滯后量（應(yīng)≤±3%RH）

6.穩(wěn)定性驗(yàn)證

1.在30℃/75%RH工況下持續(xù)工作24小時(shí)，每2小時(shí)記錄數(shù)據(jù)

2.比較大漂移量應(yīng)滿足：溫度≤±1℃，濕度≤±4%RH

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