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1.選擇測(cè)量范圍
和測(cè)量重量、溫度一樣,選擇濕度傳感器首先要確定測(cè)量范圍。除了氣象、科研部門外,搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程(0-100%RH)測(cè)量。在當(dāng)今的信息時(shí)代,傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測(cè)量的目的在于控制,測(cè)量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然,對(duì)不需要搞測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用者來(lái)說(shuō),直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)穸葌鞲衅魇褂脺囟?、濕度的不同要求,供使用者參考(?jiàn)表1)。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測(cè)量范圍,生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致,求得合理的性能價(jià)格比,對(duì)雙方來(lái)講是一件相得益彰的事情。
2、選擇測(cè)量精度
和測(cè)量范圍一樣,測(cè)量精度同是傳感器zui重要的指標(biāo)。每提高—個(gè)百分點(diǎn).對(duì)傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺(tái)階,甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度,其制造成本相差很大,售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價(jià)的濕度傳感器只有幾美元,而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳感器要幾百美元,相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。
生產(chǎn)廠商往往是分段給出其濕度傳感器的精度的。如中、低溫段(0一80%RH)為±2%RH,而高濕段(80—100%RH)為±4%RH。而且此精度是在某一溫度下(如25℃)的值。如在不同溫度下使用濕度傳感器.其示值還要考慮溫度漂移的影響。*,相對(duì)濕度是溫度的函數(shù),溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5%RH的濕度變化(誤差)。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫,則提出過(guò)高的測(cè)濕精度是不合適的。因?yàn)闈穸入S著溫度的變化也漂忽不定的話,奢談測(cè)濕精度將失去實(shí)際意義。所以控濕首先要控好溫,這就是大量應(yīng)用的往往是溫濕度—體化傳感器而不單純是濕度傳感器的緣故。
多數(shù)情況下,如果沒(méi)有的控溫手段,或者被測(cè)空間是非密封的,±5%RH的精度就足夠了。對(duì)于要求控制恒溫、恒濕的局部空間,或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場(chǎng)合,再選用±3%RH
以上精度的濕度傳感器。與此相對(duì)應(yīng)的溫度傳感器.其測(cè)溫精度須足±0.3℃以上,起碼是±0.5℃的。而精度高于±2%RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到,更何況傳感器自身了。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心濕度室的文章認(rèn)為:“相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x表,即使在20—25℃下,要達(dá)到2%RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。”
3、考慮時(shí)漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時(shí)漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸,所以不能密封。這就決定了它的穩(wěn)定性和壽命是有限的。一般情況下,生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年,到期負(fù)責(zé)重新標(biāo)定。請(qǐng)使用者在選擇傳感器時(shí)考慮好日后重新標(biāo)定的渠道,不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問(wèn)屬。
溫漂在上1節(jié)已經(jīng)提到。選擇濕度傳感器要考慮應(yīng)用場(chǎng)合的溫度變化范圍,看所選傳感器在溫度下能否正常工作,溫漂是否超出設(shè)計(jì)指標(biāo)。要提醒使用者注意的是:電容式濕度傳感器的溫度系數(shù)α是個(gè)變量,它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因?yàn)樗透叻肿泳酆衔锏慕殡娤禂?shù)隨溫度的改變是不同步的,而溫度系數(shù)α又主要取決于水和感濕材料的介電系數(shù),所以電容式濕敏元件的溫度系數(shù)并非常數(shù)。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數(shù)zui小,5-25℃時(shí),中低濕段的溫漂可忽略不計(jì)。但在高溫高濕區(qū)或負(fù)溫高濕區(qū)使用時(shí),就一定要考慮溫漂的影響,進(jìn)行必要的補(bǔ)償或訂正。領(lǐng)域 部門 溫度(℃) 溫度(%RH)
紡織 紡紗廠 23 60
織布廠 18 85
醫(yī)藥 制藥廠 10~ 30 50~60
手術(shù)室 23~ 26 50~60
輕工 印刷廠 23~ 27 49~51
卷煙廠 21~ 24 55~65
火柴廠 18~22 50
電子 半導(dǎo)體 22 30~45
計(jì)算機(jī)房 20~30 40~70
通 訊 電纜充氣 -10~30 0~20
食 品 啤酒發(fā)酵 4~8 50~70
農(nóng)業(yè) 良種培育 15~40 40~75
人工大棚 5~40 40~100
倉(cāng)儲(chǔ) 水果冷凍 -3~5 80~90
地下菜窖 -3~ -1 70~ 80
文物保管 16~18 50~55
注:在不同領(lǐng)域的使用范圍(%RH/℃)
4.與傳統(tǒng)測(cè)濕方法的關(guān)系
早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球和毛發(fā)濕度計(jì),而電子式濕度傳感器是近幾十年.特別是近20年才迅速發(fā)展起來(lái)的。新舊事物的交替與人們的觀念轉(zhuǎn)變很有關(guān)系。由于干濕球、毛發(fā)濕度計(jì)的價(jià)格仍明顯低于濕度傳感器,造成一部分人對(duì)電子濕度傳感器價(jià)格的不認(rèn)可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時(shí),總覺(jué)得花幾百元錢買一臺(tái)吸塵器有些不上算,不如花幾元錢買把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統(tǒng)測(cè)濕方法在人們的腦海中印象太深了,一些人形成了只有干濕球濕度計(jì)才是準(zhǔn)確的固有概念。有些用戶拿干濕球濕度計(jì)來(lái)對(duì)比剛購(gòu)得的濕度傳感器,如發(fā)現(xiàn)示值不同,馬上認(rèn)為濕度傳感器不準(zhǔn)。須知干濕球的準(zhǔn)確度只有5%一7%RH,不但低于電子濕度傳感器,而且還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度;濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài):只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時(shí),才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)逐支標(biāo)定,zui常用分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)進(jìn)行標(biāo)定。所以希望用戶在需要校準(zhǔn)時(shí)也采用相同的方法,避免用準(zhǔn)確度低的器具去校準(zhǔn)或比對(duì)精度高的傳感器。
5、其它注意事項(xiàng)
濕度傳感器是非密封性的,為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度,還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大,就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高,否則將影響測(cè)量精度.或者傳感器之間相互干擾,甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí),要注意信號(hào)的衰減問(wèn)題。當(dāng)傳輸距離超過(guò)200m以上時(shí),建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性,無(wú)論進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定,對(duì)于測(cè)量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
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