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。

工作用輻射溫度計(jì)**結(jié)構(gòu)與工作流程

(1) 光學(xué)系統(tǒng)

• 紅外透鏡/反射鏡：聚焦目標(biāo)物體發(fā)出的紅外輻射至探測器。透鏡材料需透紅外光（如鍺、硒化鋅），避免普通玻璃對(duì)紅外線的吸收。
• 視場角與距離系數(shù)（D:S）：決定測量區(qū)域大小，例如D:S=12:1表示在12cm距離下測量1cm直徑區(qū)域。

(2) 探測器

• 熱電堆（Thermopile）：利用溫差電效應(yīng)將紅外輻射轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，無需制冷，成本低（常用類型）。
• 光電導(dǎo)型探測器（如InGaAs、HgCdTe）：對(duì)特定波長敏感，需制冷以提高靈敏度，用于高精度場合。
• 熱釋電探測器：響應(yīng)速度快，適合動(dòng)態(tài)測溫。

(3) 信號(hào)處理與溫度計(jì)算

• 信號(hào)放大與濾波：探測器輸出的微弱電信號(hào)經(jīng)放大和濾波（抑制環(huán)境干擾）。
• 發(fā)射率（ε）校正：實(shí)際物體非理想黑體（ε<1），需根據(jù)材料設(shè)置發(fā)射率（如拋光金屬ε≈0.1，氧化金屬ε≈0.8，人體皮膚ε≈0.98）。
• 溫度反演算法：通過斯特藩-玻爾茲曼公式或分波長亮度法計(jì)算溫度值。

(4) 顯示與輸出

• 溫度顯示：LCD屏幕直接顯示溫度值（℃/℉可切換）。
• 數(shù)據(jù)接口：RS-232、USB或無線傳輸至計(jì)算機(jī)或PLC系統(tǒng)。

雙金屬溫度計(jì)校準(zhǔn)步驟

1. 安裝固定：將雙金屬溫度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)同時(shí)垂直插入恒溫槽中，使它們的感溫元件處于同一深度和位置，并用夾具固定好，確保溫度計(jì)與恒溫槽內(nèi)的介質(zhì)充分接觸，且不與槽壁、槽底接觸。
2. 零點(diǎn)校準(zhǔn)：將恒溫槽溫度設(shè)定為 0℃，待溫度穩(wěn)定后，觀察雙金屬溫度計(jì)的指針是否指在 0 刻度位置。若有偏差，可通過調(diào)整雙金屬溫度計(jì)的調(diào)零機(jī)構(gòu)，使指針指向 0 刻度。
3. 多點(diǎn)校準(zhǔn)：根據(jù)雙金屬溫度計(jì)的測量范圍，均勻選取至少 3 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，例如測量范圍為 0℃ - 100℃，可選取 25℃、50℃、75℃三個(gè)點(diǎn)。將恒溫槽分別升溫或降溫至選定的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，每個(gè)溫度點(diǎn)穩(wěn)定保持 10 - 15 分鐘，待溫度穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的示值和雙金屬溫度計(jì)的示值。
4. 偏差計(jì)算：計(jì)算雙金屬溫度計(jì)在各校準(zhǔn)點(diǎn)的偏差，偏差 = 雙金屬溫度計(jì)示值 - 標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值。將偏差與雙金屬溫度計(jì)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)用雙金屬溫度計(jì)的允許誤差為量程的 ±1.0% - ±1.5%。
5. 回程誤差測試：在完成升溫校準(zhǔn)后，按照與升溫校準(zhǔn)相反的順序，將恒溫槽溫度依次降至各校準(zhǔn)點(diǎn)，再次記錄雙金屬溫度計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的示值，計(jì)算各校準(zhǔn)點(diǎn)的回程誤差?；爻陶`差 = 升溫時(shí)示值 - 降溫時(shí)示值，回程誤差應(yīng)不大于允許誤差

數(shù)字溫度計(jì)校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備連接與預(yù)熱

1.將被校數(shù)字溫度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)（如PT100）并列置于恒溫槽中，確保傳感器浸入深度≥100mm。

2.連接數(shù)字溫度計(jì)輸出信號(hào)至數(shù)據(jù)采集器，通電預(yù)熱20分鐘。

2.零點(diǎn)校準(zhǔn)

1.設(shè)置恒溫槽至0℃，待溫度波動(dòng)≤±0.1℃時(shí)保持10分鐘。

2.記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度值T標(biāo)與數(shù)字溫度計(jì)示值T測，計(jì)算零點(diǎn)誤差ΔT=T測-T標(biāo)。

3.若誤差超差（如±0.3℃），通過校準(zhǔn)菜單修正零點(diǎn)參數(shù)。

3.量程校準(zhǔn)

1.升溫至量程上限（如150℃），穩(wěn)定后記錄標(biāo)準(zhǔn)值與測量值。

2.調(diào)整量程增益系數(shù)，確保上限點(diǎn)誤差≤±0.5%FS。

4.多點(diǎn)校準(zhǔn)

1.選取校準(zhǔn)點(diǎn)：0℃、50℃、100℃、150℃（量程為0-150℃時(shí)）。

2.每點(diǎn)穩(wěn)定后同步記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算線性誤差（要求≤±0.2%FS）。

3.通過多點(diǎn)擬合功能優(yōu)化溫度-電壓特性曲線。

5.回程誤差測試

1.從50℃以1℃/min速率升溫至100℃，記錄各點(diǎn)示值。

2.同速率降溫至50℃，計(jì)算同溫度點(diǎn)升/降溫比較大偏差（應(yīng)≤±0.3℃）。

6.穩(wěn)定性驗(yàn)證

1.在100℃恒溫點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，每小時(shí)記錄1次數(shù)據(jù)。

2.比較大漂移量應(yīng)≤±0.1℃（滿足年穩(wěn)定性≤0.2%FS要求）。 誠信為本，熱工數(shù)據(jù)更可靠！

溫度開關(guān)校準(zhǔn)步驟

1.設(shè)備準(zhǔn)備

1.將溫度開關(guān)與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)并列置于恒溫槽/干體爐內(nèi)，確保傳感器完全浸入溫場均勻區(qū)域。

2.連接溫度開關(guān)輸出端至通斷檢測裝置（如萬用表），通過電流≤50mA。

2.校準(zhǔn)點(diǎn)選擇

1.固定式開關(guān)校準(zhǔn)其標(biāo)稱值；可調(diào)式選擇量程下限、50%量程點(diǎn)及上限。

2.示例：量程（0-100℃）選擇0℃、50℃、100℃三點(diǎn)。

3.動(dòng)作溫度校準(zhǔn)

1.從低于校準(zhǔn)點(diǎn)10℃開始，以≤1℃/min速率升溫，監(jiān)測開關(guān)狀態(tài)變化。

2.首先動(dòng)作時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度值（動(dòng)作溫度t_d），重復(fù)3次取平均值。

3.計(jì)算動(dòng)作溫度誤差：Δt=t_d-t_s（t_s為設(shè)定值），要求≤允許誤差。

4.回程測試

1.以相同速率降溫，記錄開關(guān)復(fù)位時(shí)的回復(fù)溫度t_h。

2.計(jì)算通斷溫度差Δt_d=|t_d-t_h|，應(yīng)滿足滯回要求（如≤2℃）。

5.參數(shù)調(diào)整

1.超差時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)定指針或電子補(bǔ)償參數(shù)，可調(diào)式開關(guān)需重新標(biāo)定三點(diǎn)。

2.分體式傳感器可用信號(hào)模擬器直接校準(zhǔn)開關(guān)電路。

6.記錄與報(bào)告

1.生成校準(zhǔn)證書，包含動(dòng)作溫度誤差、通斷溫度差及測量不確定度。

2.校準(zhǔn)環(huán)境要求：溫度(20±5)℃，濕度≤85%RH。 溫度壓力校準(zhǔn)，英菲更在行！湖州機(jī)械溫濕度計(jì)熱工計(jì)量檢測

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熱電偶溫度計(jì)校準(zhǔn)

• 校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
  • 標(biāo)準(zhǔn)器：選用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或高精度溫度校準(zhǔn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)。
  • 配套設(shè)備：準(zhǔn)備溫度控制爐，能提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境，溫度均勻性和穩(wěn)定性符合要求；還需配備測量熱電偶電勢的電位差計(jì)或數(shù)據(jù)采集器，精度滿足校準(zhǔn)需求。
• 校準(zhǔn)步驟
  • 外觀及線路檢查：檢查熱電偶外觀有無損壞、接線是否牢固，線路是否導(dǎo)通。
  • 校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置：根據(jù)熱電偶的測量范圍和使用要求，選擇校準(zhǔn)點(diǎn)，一般至少選擇 3 個(gè)點(diǎn)，如 K 型熱電偶常用校準(zhǔn)點(diǎn)為 400℃、600℃、800℃。
  • 校準(zhǔn)操作：將熱電偶插入溫度控制爐，設(shè)置爐溫至校準(zhǔn)點(diǎn)溫度，待溫度穩(wěn)定且熱電偶電勢穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)器和被校熱電偶的電勢值，根據(jù)熱電偶分度表計(jì)算對(duì)應(yīng)的溫度值，與標(biāo)準(zhǔn)溫度值比較，得出誤差