数字式温湿度计温度测量原理

(1) 传感器类型与工作机制

• 热敏电阻（NTC）：
  • 温度升高时电阻值下降（负温度系数）。
  • 通过测量电阻分压值计算温度（需线性化校准）。
• 数字温度传感器（如DS18B20）：
  • 内部集成ADC，直接输出数字信号（如12位精度）。
  • 单总线协议传输，抗干扰强，适合多点测量。

(2) 信号处理流程

1. 电阻-电压转换：热敏电阻与参考电阻串联，测量分压值。
2. ADC转换：将模拟电压转换为数字量（如10位ADC）。
3. 温度计算：根据热敏电阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演温度值。

校准前准备

1. 设备准备：标准器采用铂电阻温度计或辐射温度计，准备满足校准规范的辐射源，如高精度的黑体辐射源。
2. 环境条件：校准时的温度应为 23℃±5℃，相对湿度应不大于 85%（无结露），外界无较大干扰源。
3. 人员要求：校准人员应熟悉校准规程和待测设备的性能参数，会规范使用设备，比较好是通过培训或有同种校准经验的人员。

校准流程

1. 外观检查：检查待校准热像仪外观是否洁净，有无形变、破损，数字显示是否清晰，各部件是否齐全、连接是否紧固，设备的名称、型号、性能参数、使用说明等资料是否齐全。
2. 基本功能检测：确认待校准设备部件齐全，按键、电源等正常，正常工作。
3. 性能检测
   • 准备校准实验室：在校准实验室中，使用高精度的热像仪参考源，将参考源均匀排列，以便热像仪进行测量。
   • 执行校准：热像仪依次指向每个参考源，并记录每个温度下的信号值。校准软件捕获这些信号值和参考源的温度值，并用于绘制曲线。
   • 数据分析：校准完成后，将热像仪的数据载入校准软件中进行分析，确定热像仪的准确性和精度。

校准结果处理

1. 判定：根据校准数据判定被测仪器，如所有校准项目均合格则出具检测证书，如有不合格项目，要做好标注，出具检测结果通知。

温度数据采集仪校准前准备

1. 标准器及配套设备

1.标准信号源：选用多通道高精度信号源（如热电偶/热电阻模拟器），不确定度优于被校仪器的1/3，支持K型、PT100等传感器类型；模拟输入需标准电压/电流源，误差≤±0.02% FS。

2.恒温设备：干井炉、恒温槽或黑体炉需覆盖被校量程，温度稳定性±0.05℃（高精度）或±0.1℃（常规），均匀度±0.1℃。

3.参考仪器：6?位以上数字万用表（误差≤±0.01%）验证信号源，配备数据记录软件同步采集多通道数据。

2. 环境条件

1.实验室温度（20±3）℃，湿度30%-70%，

2.无强电磁干扰（需屏蔽或接地）、振动，工作台防震处理。

3. 被校仪器检查

1.外观与接口：外壳、屏幕、按键完好，标识清晰；输入/输出端子无氧化、松动。

2.功能预检：开机自检无报错，通道切换响应稳定；通过上位机软件验证数据传输（如Modbus、USB）及存储功能。

3.参数配置：核对采样率、量程、滤波设置，更新固件。

热敏电阻测温仪校准步骤

1. 连接与预热
   • 将二等标准铂电阻温度计和被校准的热敏电阻测温仪的探头同时放入恒温槽中，确保两者与恒温槽内的介质充分接触，且位置相对靠近，以保证测量的是相同温度环境。
2. 零点校准
   • 将恒温槽温度设置为 0℃（或热敏电阻测温仪测量范围的下限值），待温度稳定后，观察热敏电阻测温仪的显示值是否为 0℃（或下限值）。
3. 多点校准
   • 在热敏电阻测温仪的测量范围内，均匀选取至少 5 个校准点
   • 依次将恒温槽温度设置为各校准点温度值，待温度稳定后，记录标准铂电阻温度计测量的标准温度值和热敏电阻测温仪的显示值。
4. 示值误差计算
   • 根据记录的数据，计算热敏电阻测温仪在各校准点的示值误差，示值误差 = 热敏电阻测温仪显示值 - 标准铂电阻温度计测量值。
   • 将示值误差与热敏电阻测温仪的允许误差进行比较，判断是否符合精度要求。一般工业用热敏电阻测温仪的允许误差为 ±0.5℃ - ±2℃，具体根据产品规格确定。
5. 重复性测试
   • 在同一校准点下，多次（一般不少于 3 次）测量热敏电阻测温仪的显示值，计算其重复性误差。重复性误差 = （比较大显示值 - **小显示值）/ 测量次数的平均值。
   • 重复性误差应不大于允许误差的 1/3，以确保测温仪的测量重复性良好。

磁控式温度开关

• 结构：利用磁性材料（如铁氧体）在居里温度点失磁的特性。
• 工作流程：
  • 常温下→磁铁吸附触点保持闭合。
  • 温度升至居里点→磁性消失→触点弹开（断电）。
  • 冷却后→磁性恢复→需手动复位（部分型号自动复位）。
• 特点：
  • 优点：动作精细（居里点误差小）、无机械磨损。
  • 缺点：温度设定固定，不可调节。
• 应用：电饭煲限温保护、咖啡机防干烧。

电子式温度开关

• 结构：集成温度传感器（如NTC热敏电阻、热电偶）和电子控制电路。
• 工作流程：
  • 传感器检测温度→输出电信号至比较器。
  • 温度超过设定阈值→驱动继电器或固态开关（SSR）断开电路。
  • 可编程逻辑实现延时、多段控制等功能。
• 特点：
  • 优点：高精度（±0.5℃）、响应快（毫秒级）、可调节设定点。
  • 缺点：需外部供电，成本较高。
• 应用：精密温控系统、实验室设备、汽车电子。

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工业铂热电阻的校准前准备

1. 标准器选择：通常选用高精度的标准铂电阻温度计作为标准器，其不确定度应满足校准要求，一般优于被校准工业铂热电阻不确定度的 1/3。例如，被校准铂热电阻的不确定度为 ±0.1℃，则标准铂电阻温度计的不确定度应优于 ±0.03℃。
2. 配套设备：准备恒温槽，要求其温度均匀性和稳定性良好，温度波动度在 ±0.05℃以内，温度均匀性在 ±0.1℃以内。还需配备直流电位差计或数字多用表等测量仪器，其分辨率和准确度要满足测量要求，如分辨率应达到 0.1μV。
3. 环境条件：校准环境温度应控制在（20±5）℃，相对湿度在 45% - 75% 之间，环境应无强电磁场干扰、无振动，避免阳光直射和空气对流。
4. 被校铂热电阻检查：检查工业铂热电阻的外观，保护管应无破损、变形，接线盒应完好，引线连接牢固。同时，测量其绝缘电阻，绝缘电阻应不小于 100MΩ（100V 直流电压下），以确保其电气性能良好。