數(shù)字式溫濕度計溫度測量原理

(1) 傳感器類型與工作機制

• 熱敏電阻（NTC）：
  • 溫度升高時電阻值下降（負溫度系數(shù)）。
  • 通過測量電阻分壓值計算溫度（需線性化校準）。
• 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，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

• 校準前準備
  • 標準器：采用高精度的標準電阻箱或已知準確阻值 - 溫度關(guān)系的標準熱電阻。
  • 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。
  • 校準點選擇：依據(jù)熱電阻的測量范圍，選取校準點，如 PT100 熱電阻可選擇 0℃、50℃、100℃等點。
  • 校準過程：將熱電阻放入恒溫設(shè)備，設(shè)置溫度到校準點，待溫度穩(wěn)定后，測量熱電阻在該溫度下的阻值，與標準阻值對比，計算誤差。

廉金屬熱電偶校準前準備

1. 標準器及配套設(shè)備

1.主標準器：選用二等標準S型熱電偶或標準黑體爐（溫度范圍覆蓋校準點，如0~800℃），其擴展不確定度≤±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)熱電偶校準儀，內(nèi)置冷端補償功能（誤差≤±0.2℃）。

4.護管（防止校準中氧化或污染）。

2. 環(huán)境條件

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

2.校準區(qū)域遠離強電磁場及高頻設(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，極性標識（正負極）清晰。

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

3.退火處理：校準前對熱電偶進行退火，消除加工應(yīng)力。

  4.參考端補償驗證：在冰點器（0℃）中測試冷端補償誤差≤±0.5℃，或確認補償             導(dǎo)線連接正確。

玻璃液體溫度計校準

• 校準前準備
  • 標準器：選擇精度等級至少比被校溫度計高一個等級的標準溫度計或標準鉑電阻溫度計。
  • 環(huán)境條件：校準環(huán)境溫度應(yīng)穩(wěn)定，波動范圍不超過 ±1℃，無強氣流和振動。
  • 設(shè)備：準備恒溫槽，根據(jù)校準溫度范圍選擇合適的恒溫槽，如低溫恒溫槽用于低溫校準，油恒溫槽用于中高溫校準。
• 校準步驟
  • 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：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：根據(jù)溫度計測量范圍，選取若干校準點，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點，穩(wěn)定后記錄標準溫度計和被校溫度計示數(shù)，計算誤差。

1. 標準器及配套設(shè)備選擇
   • 選用高精度的溫度標準源作為校準的基準，其不確定度應(yīng)優(yōu)于被校準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℃，則溫度標準源的不確定度應(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，信號傳輸準確。
2. 環(huán)境條件檢查
   • 校準環(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步驟

1. 連接與預(yù)熱
   • 將二等標準鉑電阻溫度計和被校準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
   • 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
   • 在熱敏電阻測溫儀的測量范圍內(nèi)，均勻選取至少 5 個校準點
   • 依次將恒溫槽溫度設(shè)置為各校準點溫度值，待溫度穩(wěn)定后，記錄標準鉑電阻溫度計測量的標準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點的示值誤差，示值誤差 = 熱敏電阻測溫儀顯示值 - 標準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。