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      溫度傳感器和濕度傳感器原理

      更新時間:2022-10-10      點擊次數:1437

      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,并通過傳導監測溫度變化。接觸式溫度傳感器通過對流和輻射監測溫度變化。

       芯片

              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監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、商業和工業。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(如空氣質量監測系統)中。比如恒歌溫濕度變送器廣泛用于氣象、醫療、汽車和 HVAC 行業以及制造業。工業級高精度濕度傳感器在各種惡劣的環境下都能保證測量準確。

       恒歌-溫濕度組合圖DSC_1029

              三、計算方式

              濕度傳感器根據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,因為當循環通過汽車發動機的水達到不安全的高溫時,它們會提醒您,如果超過,可能會導致發動機失效,以及車內的氣候控制/。通過根據溫度自動調整參數,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和測量。

       恒歌-高濕度傳感器-DSC_1160

              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建具有已知相對濕度 (RH) 百分比(即參考標準)的微環境,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境的相對濕度,我們可以將傳感器讀數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學校準程序來提高測量的準確性。


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