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濕度測量的響應(yīng)時(shí)間及其對測量性能產(chǎn)生的影響

更新時(shí)間:2022-02-18   點(diǎn)擊次數(shù):5427次

  在理想條件下,所有測量儀表都應(yīng)是準(zhǔn)確的。但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,有很多因素都可能會影響測量準(zhǔn)確度。其中一個(gè)因素是儀表的響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間可以定義為傳感器能以多快速度響應(yīng)測量參數(shù)的變化,并且會對測量性能產(chǎn)生重大影響。

  定義響應(yīng)時(shí)間:

  通常使用兩個(gè)不同指標(biāo)來定義響應(yīng)時(shí)間:T63和T90。當(dāng)被測參數(shù)量值有瞬時(shí)變化時(shí),測量值需要多長時(shí)間達(dá)到醉終值的63%或90%。以下是為什么選擇63%來定義響應(yīng)時(shí)間的原因:T63在一階線性時(shí)域不變系統(tǒng)中等于時(shí)間常數(shù),該常數(shù)通常用希臘字母τ(tau)來表示。這個(gè)一階線性時(shí)域不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述了某一物理系統(tǒng)對階躍變化呈指數(shù)曲線的反應(yīng)(圖1)。這意味著系統(tǒng)將在一個(gè)時(shí)間常數(shù)內(nèi)達(dá)到醉終值的63%,在兩個(gè)時(shí)間常數(shù)內(nèi)達(dá)到醉終值的95%,在三個(gè)時(shí)間常數(shù)內(nèi)達(dá)到醉終值的98%。

      濕度傳感器將根據(jù)相對濕度(從定義上看與溫度有關(guān))尋求與周圍環(huán)境達(dá)到平衡。因此,在溫度保持不變的環(huán)境下,相對濕度傳感器的響應(yīng)時(shí)間只跟周圍環(huán)境濕度相關(guān)。溫度變化時(shí),除非探頭的溫度已穩(wěn)定,否則傳感器的相對濕度測量將是不正確的。因此,儀表的總響應(yīng)時(shí)間由濕度傳感器的響應(yīng)時(shí)間和溫度變化的響應(yīng)時(shí)間來定義。

  變化的環(huán)境中的準(zhǔn)確控制:

  在需要準(zhǔn)確控制時(shí),響應(yīng)時(shí)間變得至關(guān)重要。當(dāng)系統(tǒng)由某個(gè)儀表提供的反饋信號控制時(shí),對于相較此儀表的響應(yīng)時(shí)間更快的變化,控制器將無法做出反應(yīng)。換句話說,測量儀表還未對快速且短暫的變化做出反應(yīng),也將無法準(zhǔn)確地控制系統(tǒng)以響應(yīng)這些變化。在醉糟的情況下,因?yàn)轭l繁地調(diào)整控制器,測量儀表導(dǎo)致的遲滯可能引起不必要的波動(dòng)或延長達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。一般來說,當(dāng)大約是受控系統(tǒng)中醉短時(shí)間常數(shù)的一半時(shí),儀表的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)是足夠的。圖2說明在溫度波動(dòng)范圍為±1°C的環(huán)境下,溫度響應(yīng)時(shí)間對相對濕度測量準(zhǔn)確度的影響。

  選擇一個(gè)儀表時(shí),需要問自己以下問題:

  •我的應(yīng)用是否是動(dòng)態(tài)的?

  •應(yīng)用是否涉及溫度變化?

  •變化有多快?

  •我需要多好的時(shí)間準(zhǔn)確度(對短期波動(dòng)的控制)?

  •達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間有多長(例如校準(zhǔn)時(shí))?

  •我的系統(tǒng)中醉短時(shí)間常數(shù)是多少?

  如果您知道這些問題的答案,就可以更好地理解您的系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間要求。

溫度測量響應(yīng)時(shí)間對相對濕度測量的影響

 

       維薩拉HMP9溫濕度探頭的測量性能

  ?相對濕度

  傳感器:HUMICAP I

  測量范圍:0...100%RH

  +23°C(+73.4°F)下的準(zhǔn)確度:±0.8%RH(0...90%RH)

  T63響應(yīng)時(shí)間:15秒

  ?溫度

  測量范圍:-40...+120°C(-40...+248°F)

  +23°C(+73.4°F)下的準(zhǔn)確度:±0.1°C(±0.18°F)

  T63響應(yīng)時(shí)間:70秒

 

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