【正文】
ible humidity measurement device (with Oring, cf. Fig. 4) with optimal performance. Detailed information is available on the Sensirion Web site. 譯文: 相 對 濕 度 傳 感 器 系 統(tǒng) 的 正 確 設 計 濕度傳感器系統(tǒng)精度及響應特性的優(yōu)化 1. 綜述 為了在相對濕度的應用方面對傳感器做出正確的選擇,了解和評估那些起決定作用的因素是非常重要的。(濕度是溫度的函數(shù),濕度會隨著溫度升高而降低,傳感器與被測環(huán)境之間的溫差會導致濕度測量誤差)更詳細的說明請見下一節(jié)。 2 和 4 主要取決于整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計。實際的校準工作通常用以下兩 種方法(參見圖 2): 1. 以 t2 時間對應的測量值作為校驗參考基準; 優(yōu)點 : ? 到達終端值(例如 100%RH)所需要的測量時間明顯地縮短了,對應于實際上的快速響應傳感器。 ? 傳導:這是個很慢的由水分子的分子熱運動決定的過程,它出現(xiàn)在 “靜止的 ”空氣中(例如在殼體內(nèi)部),使響應時間變長。 ? 殼體設計 (參考公式 1)應考慮: ● 傳感器周圍空氣流通口的尺寸要盡可能地大,或者直接將傳感器置 于殼外 → 對流性最好封入套管內(nèi)時傳感器周圍的 “死區(qū) ”要盡可能地小, → 傳導性最小 。圖 4 顯示推薦的傳感器殼體與過濾帽 SF1 之間的裝配關系。那樣會導致被測溫度比實際溫度高,而濕度則降低的結(jié)果 。為了防止附加的測量誤差,傳感器不要安裝在發(fā)熱的電子元器件附近。但是,要到達距其還有 3%RH 6%RH的終端測量值還需要很長的時間。相比之下時間段 2 是很長很長的,(數(shù)小時至數(shù)天),測量精度與響應特性的關系在這張圖上看得更清晰了( t 延續(xù)到濕度達到 100%RH 時為止)。 4. 與傳感器相關的系統(tǒng)熱質(zhì)量。測量精度和響應時間是如此地接近并且相互依賴,使?jié)穸葴y量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計成為一項挑戰(zhàn)。 a difference between sensor and ambient temperature leads to measurement errors). This response time thus has a significant effect on the value measured by the sensor and thus on the determined 吉林農(nóng)業(yè)大學本科畢業(yè)設計 2 timedependent characteristic is explained in more detail in the following. 3 Response characteristics and response time The response characteristics are defined by various parameters. These are: ? The actual response characteristics of the humidity sensor at constant temperature. (1) How quickly the sensitive polymer absorbs or releases moisture until equilibrium is reached (intrinsic response time) (2) How fast the entire system reaches humidity equilibrium (housing effect) ? The thermal response characteristics of the humidity sensor at a nonconstant temperature (3) The thermal mass of the sensor (4) The system39。除了衡量傳感器性能隨時間變化而變化的長期穩(wěn)定性這個因素以外,還應考慮傳感器的測量精度和響應特性這兩個因素。 3. 響應特性和響應時間 響應特性的各種定義: ? 恒溫狀態(tài)下濕度傳感器的實際響應特性: 1. 濕敏聚合體吸收或釋放濕氣達到濕度平衡狀態(tài)時的時間快慢。(殼體的形狀和尺寸設計以及輸出電路設計) 5 取決于電子元器件的發(fā)熱量。(參考圖 2) 缺點 ? 如果相類似的條件長時間不變,(例如雨季時在戶外測量)傳感器的測量值將超過校準參考點( 100%RH)令人遺憾地達到 110%RH。 要在濕度測量系統(tǒng)中獲得良好的響應特性,必須增大殼體開孔以得到快速的對流,同時努力減小傳感器周圍 “靜止的 ”空間(即減小 “死區(qū) ”)。 ? 傳感器應盡可能地減少與其它元器件的熱連接,只有這樣整個系統(tǒng)的熱慣性才不至于對其響應特性產(chǎn)生負面作用。 圖 4 SHT1X系列傳感器過濾防護帽 SF1 設計布置圖 。見圖 3) 圖 3 Sensorion SHT1X 系列傳感器帶有減少熱連接的縫隙的安裝設計舉例 ? 傳感器絕不要安裝在熱源附近。測量系統(tǒng)逐漸變熱,受溫度影響的的系統(tǒng)響應時間就會增加;系統(tǒng)總熱質(zhì)量越大,其惰性也越大。(參考圖 2) 缺點 ? 對于像圖 1 那樣的濕度躍升,傳感器會很快在 t2 時間達到相應的測量值。所期望的傳感器的理想響應特 性用藍色虛線表示,而實際的響應特性用紅線表示,其近似公式為: RH t( t) =(ES)*(1e )+S 這里,時間段 1 通常非常短(大約 130 分鐘)。(殼體效應) ? 非恒溫狀態(tài)下濕度傳感器的熱響應特性 3. 傳感器的熱質(zhì)量。這個濕度平衡過程可以通過各種用時間常數(shù)表征的