數(shù)字式溫濕度計(jì)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(shí)電阻值下降（負(fù)溫度系數(shù)）。
  • 通過測量電阻分壓值計(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。

校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 設(shè)備準(zhǔn)備：標(biāo)準(zhǔn)器采用鉑電阻溫度計(jì)或輻射溫度計(jì)，準(zhǔn)備滿足校準(zhǔn)規(guī)范的輻射源，如高精度的黑體輻射源。
2. 環(huán)境條件：校準(zhǔn)時(shí)的溫度應(yīng)為 23℃±5℃，相對濕度應(yīng)不大于 85%（無結(jié)露），外界無較大干擾源。
3. 人員要求：校準(zhǔn)人員應(yīng)熟悉校準(zhǔn)規(guī)程和待測設(shè)備的性能參數(shù)，會(huì)規(guī)范使用設(shè)備，比較好是通過培訓(xùn)或有同種校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)的人員。

校準(zhǔn)流程

1. 外觀檢查：檢查待校準(zhǔn)熱像儀外觀是否潔凈，有無形變、破損，數(shù)字顯示是否清晰，各部件是否齊全、連接是否緊固，設(shè)備的名稱、型號(hào)、性能參數(shù)、使用說明等資料是否齊全。
2. 基本功能檢測：確認(rèn)待校準(zhǔn)設(shè)備部件齊全，按鍵、電源等正常，正常工作。
3. 性能檢測
   • 準(zhǔn)備校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室：在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中，使用高精度的熱像儀參考源，將參考源均勻排列，以便熱像儀進(jìn)行測量。
   • 執(zhí)行校準(zhǔn)：熱像儀依次指向每個(gè)參考源，并記錄每個(gè)溫度下的信號(hào)值。校準(zhǔn)軟件捕獲這些信號(hào)值和參考源的溫度值，并用于繪制曲線。
   • 數(shù)據(jù)分析：校準(zhǔn)完成后，將熱像儀的數(shù)據(jù)載入校準(zhǔn)軟件中進(jìn)行分析，確定熱像儀的準(zhǔn)確性和精度。

校準(zhǔn)結(jié)果處理

1. 判定：根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)判定被測儀器，如所有校準(zhǔn)項(xiàng)目均合格則出具檢測證書，如有不合格項(xiàng)目，要做好標(biāo)注，出具檢測結(jié)果通知。

溫度數(shù)據(jù)采集儀校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

1.標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源：選用多通道高精度信號(hào)源（如熱電偶/熱電阻模擬器），不確定度優(yōu)于被校儀器的1/3，支持K型、PT100等傳感器類型；模擬輸入需標(biāo)準(zhǔn)電壓/電流源，誤差≤±0.02% FS。

2.恒溫設(shè)備：干井爐、恒溫槽或黑體爐需覆蓋被校量程，溫度穩(wěn)定性±0.05℃（高精度）或±0.1℃（常規(guī)），均勻度±0.1℃。

3.參考儀器：6?位以上數(shù)字萬用表（誤差≤±0.01%）驗(yàn)證信號(hào)源，配備數(shù)據(jù)記錄軟件同步采集多通道數(shù)據(jù)。

2. 環(huán)境條件

1.實(shí)驗(yàn)室溫度（20±3）℃，濕度30%-70%，

2.無強(qiáng)電磁干擾（需屏蔽或接地）、振動(dòng)，工作臺(tái)防震處理。

3. 被校儀器檢查

1.外觀與接口：外殼、屏幕、按鍵完好，標(biāo)識(shí)清晰；輸入/輸出端子無氧化、松動(dòng)。

2.功能預(yù)檢：開機(jī)自檢無報(bào)錯(cuò)，通道切換響應(yīng)穩(wěn)定；通過上位機(jī)軟件驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸（如Modbus、USB）及存儲(chǔ)功能。

3.參數(shù)配置：核對采樣率、量程、濾波設(shè)置，更新固件。

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(jì)和被校準(zhǔn)的熱敏電阻測溫儀的探頭同時(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)
   • 依次將恒溫槽溫度設(shè)置為各校準(zhǔn)點(diǎn)溫度值，待溫度穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(jì)算
   • 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算熱敏電阻測溫儀在各校準(zhǔn)點(diǎn)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(jì)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(diǎn)下，多次（一般不少于 3 次）測量熱敏電阻測溫儀的顯示值，計(jì)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。

磁控式溫度開關(guān)

• 結(jié)構(gòu)：利用磁性材料（如鐵氧體）在居里溫度點(diǎn)失磁的特性。
• 工作流程：
  • 常溫下→磁鐵吸附觸點(diǎn)保持閉合。
  • 溫度升至居里點(diǎn)→磁性消失→觸點(diǎn)彈開（斷電）。
  • 冷卻后→磁性恢復(fù)→需手動(dòng)復(fù)位（部分型號(hào)自動(dòng)復(fù)位）。
• 特點(diǎn)：
  • 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作精細(xì)（居里點(diǎn)誤差?。?、無機(jī)械磨損。
  • 缺點(diǎn)：溫度設(shè)定固定，不可調(diào)節(jié)。
• 應(yīng)用：電飯煲限溫保護(hù)、咖啡機(jī)防干燒。

電子式溫度開關(guān)

• 結(jié)構(gòu)：集成溫度傳感器（如NTC熱敏電阻、熱電偶）和電子控制電路。
• 工作流程：
  • 傳感器檢測溫度→輸出電信號(hào)至比較器。
  • 溫度超過設(shè)定閾值→驅(qū)動(dòng)繼電器或固態(tài)開關(guān)（SSR）斷開電路。
  • 可編程邏輯實(shí)現(xiàn)延時(shí)、多段控制等功能。
• 特點(diǎn)：
  • 優(yōu)點(diǎn)：高精度（±0.5℃）、響應(yīng)快（毫秒級(jí)）、可調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)。
  • 缺點(diǎn)：需外部供電，成本較高。
• 應(yīng)用：精密溫控系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、汽車電子。

計(jì)量精確，合作共贏！寧波溫濕度巡檢儀熱工計(jì)量校準(zhǔn)公司

工業(yè)鉑熱電阻的校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 標(biāo)準(zhǔn)器選擇：通常選用高精度的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，其不確定度應(yīng)滿足校準(zhǔn)要求，一般優(yōu)于被校準(zhǔn)工業(yè)鉑熱電阻不確定度的 1/3。例如，被校準(zhǔn)鉑熱電阻的不確定度為 ±0.1℃，則標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的不確定度應(yīng)優(yōu)于 ±0.03℃。
2. 配套設(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)度在 ±0.05℃以內(nèi)，溫度均勻性在 ±0.1℃以內(nèi)。還需配備直流電位差計(jì)或數(shù)字多用表等測量儀器，其分辨率和準(zhǔn)確度要滿足測量要求，如分辨率應(yīng)達(dá)到 0.1μV。
3. 環(huán)境條件：校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)控制在（20±5）℃，相對濕度在 45% - 75% 之間，環(huán)境應(yīng)無強(qiáng)電磁場干擾、無振動(dòng)，避免陽光直射和空氣對流。
4. 被校鉑熱電阻檢查：檢查工業(yè)鉑熱電阻的外觀，保護(hù)管應(yīng)無破損、變形，接線盒應(yīng)完好，引線連接牢固。同時(shí)，測量其絕緣電阻，絕緣電阻應(yīng)不小于 100MΩ（100V 直流電壓下），以確保其電氣性能良好。