感知濕度和溫度至關重要,在我們許多人目前正在經歷的嚴寒冬季中更是如此。不僅日常生活中重要,在制造行業(yè)也尤為重要。比如正確安裝和使用濕度變送器后,樓宇自動化系統(tǒng)可以確定空氣何時變得太干或太濕而無法舒適。
一、溫度傳感器
溫度傳感器用于確定物體或系統(tǒng)產生的熱量或冷量。它能夠感應/檢測溫度的任何物理變化,并輸出模擬或數(shù)字信號。溫度傳感器分為兩類:接觸式溫度傳感器必須與被感測對象進行物理接觸,并通過傳導監(jiān)測溫度變化。接觸式溫度傳感器通過對流和輻射監(jiān)測溫度變化。
二、濕度傳感器
濕度是空氣中水蒸氣的量??諝庵械乃魵饬繉θ梭w舒適度和各種工業(yè)過程都有影響。水蒸氣還對多種物理、化學和生物過程產生影響。濕度傳感器通過檢測電流或空氣溫度的變化來工作。濕度傳感器分為三種基本類型:電容式、電阻式和熱式。這三種類型中的每一種都將持續(xù)監(jiān)測大氣中的微小變化,以計算空氣濕度。
通過在兩個電極之間夾入一條薄金屬氧化物,電容式濕度傳感器可以確定相對濕度。金屬氧化物的電容量隨周圍大氣的相對濕度而變化。主要應用領域是天氣、商業(yè)和工業(yè)。電阻式濕度傳感器使用鹽中的離子測量原子的電阻抗。鹽介質兩側的電極電阻隨著濕度的變化而變化。兩個熱傳感器根據(jù)周圍空氣的濕度導電。一個傳感器密封在干燥的氮氣中,而另一個則暴露在環(huán)境空氣中。這兩個值之間的差異表示相對濕度。
濕度傳感器是一種電子設備,可檢測環(huán)境中的濕度并將其轉換為電信號。濕度傳感器有多種尺寸和配置;一些被集成到手持設備(如智能手機)中,而另一些被集成在更大的嵌入式系統(tǒng)(如空氣質量監(jiān)測系統(tǒng))中。比如恒歌溫濕度變送器廣泛用于氣象、醫(yī)療、汽車和 HVAC 行業(yè)以及制造業(yè)。工業(yè)級高精度濕度傳感器在各種惡劣的環(huán)境下都能保證測量準確。
三、計算方式
濕度傳感器根據(jù)計算濕度的方法分為兩類:相對濕度 (RH) 傳感器和絕對濕度 (AH) 傳感器。相對濕度值是通過比較給定溫度下的實時濕度讀數(shù)與該溫度下空氣中的最大濕度來確定的。因此,相對濕度傳感器必須測量溫度才能計算相對濕度。相比之下,絕對濕度是獨立于溫度確定的。
四、傳感器的應用
溫度傳感器具有幾乎無限的實際應用,比如它們也用于各種醫(yī)療產品,包括磁共振成像 (MRI) 設備和便攜式超聲掃描儀。溫度傳感器用于我們家中的各種電器,從冰箱和冰柜到爐灶和烤箱,以確保它們加熱到適合烹飪、空氣糖果/加熱器的溫度。即使是普通的電池充電器也利用它們來防止根據(jù)電池溫度對電池過度充電或充電不足。
雖然石油開采似乎不太可能用于溫度傳感器,但它們對于確保安全有效的石油開采實踐至關重要。石油鉆頭的末端裝有一個溫度傳感器,該傳感器會在需要停止鉆探時提醒工人,因為當溫度升高得太高時(因為它會不停地鉆入地下深處),它會變得太熱并破裂。
溫度傳感器安裝在汽車的散熱器中。這很關鍵,因為當循環(huán)通過汽車發(fā)動機的水達到不安全的高溫時,它們會提醒您,如果超過,可能會導致發(fā)動機失效,以及車內的氣候控制/。通過根據(jù)溫度自動調整參數(shù),有效地避免了這種情況,而不會使駕駛員處于危險之中。
HVAC 系統(tǒng)需要溫度測量,以幫助保持房間或建筑物的最佳溫度。幾乎每個家庭和辦公室的空調裝置和系統(tǒng)都需要溫度傳感器。它們還可用于通過檢測意外的溫度異常來檢測泄漏。
可再生能源依靠溫度傳感器高效運行。太陽能熱泵、風力渦輪機、生物質燃燒應用和地熱源都依賴于溫度調節(jié)和測量。
五、精度校準
為了確定傳感器的精度,將獲得的值與參考標準進行比較。為了驗證濕度傳感器的準確性,我們使用“飽和鹽"方法創(chuàng)建標準。簡而言之,當某些鹽(離子化合物,如食鹽)溶解在水中時,它們會產生已知濕度的氣氛。
這些化學特性用于創(chuàng)建具有已知相對濕度 (RH) 百分比(即參考標準)的微環(huán)境,然后由傳感器讀取。更準確地說,我們將在密封罐中準備溶液以保持大氣,然后將連接的傳感器放入密封罐中。之后,重復讀取傳感器并記錄值。
我們可以通過使用幾種不同的鹽重復該過程來為被測傳感器開發(fā)配置文件,每種鹽都會產生不同的相對濕度。因為我們知道每個微環(huán)境的相對濕度,我們可以將傳感器讀數(shù)與那些已知值進行比較,從而確定傳感器的精度。
如果偏差很大但并非無法克服,我們可以通過在軟件中采用數(shù)學校準程序來提高測量的準確性。
微信公眾號
移動端瀏覽