專(zhuān)利名稱(chēng)：濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及到一 種濕度傳感器在不同溫度、不同風(fēng)速條件下的氣體濕度、響應(yīng)時(shí)間、濕滯的測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
濕度傳感器是用來(lái)測(cè)量氣體濕度的敏感元件，是由濕敏電容、濕敏電阻或濕敏諧 振器等濕敏元件及其變換電路組成的，能直接顯示濕度的濕度計(jì)，或者能輸出電壓、電流、 頻率等可測(cè)信號(hào)的傳感器。其測(cè)量準(zhǔn)確度、響應(yīng)時(shí)間、濕滯是評(píng)價(jià)其性能的重要指標(biāo)。由于濕度傳感器均為接觸式測(cè)量方法，即只有當(dāng)被測(cè)氣體將濕度傳感器中濕敏元 件表面的原氣體氛圍完全置換后，濕度傳感器才能給出被測(cè)氣體的濕度值。測(cè)試時(shí)的溫度、 風(fēng)速都會(huì)影響其測(cè)量準(zhǔn)確度、響應(yīng)時(shí)間、濕滯等。目前，對(duì)濕度傳感器的性能評(píng)價(jià)僅限于準(zhǔn) 確度等級(jí)、響應(yīng)時(shí)間、濕滯等參量在靜態(tài)條件下測(cè)量，準(zhǔn)確地說(shuō)，這種測(cè)量沒(méi)有考慮溫度、風(fēng) 速等因素的影響，與其實(shí)際使用環(huán)境有較大差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)穸葌鞲衅鳒?zhǔn)確度等級(jí)、響應(yīng)時(shí)間濕滯等參數(shù) 在不同溫度、風(fēng)速條件下的計(jì)量測(cè)試系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)主要包括濕度發(fā)生器 (2臺(tái))、測(cè)量室(2個(gè))、被測(cè)傳感器氣動(dòng)切換裝置、風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置(2個(gè))、溫濕度與風(fēng)速傳感 器(2套)、測(cè)量與控制單元、氣路系統(tǒng)與測(cè)控計(jì)算機(jī)等。濕度發(fā)生器是由恒溫恒濕箱組成， 在測(cè)控計(jì)算機(jī)的控制下分別為兩個(gè)測(cè)量室提供高、低濕度且溫度可調(diào)的樣氣；兩個(gè)測(cè)量室 用于被測(cè)傳感器各參數(shù)在不同條件下的測(cè)量；氣動(dòng)切換裝置由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、雙向電 磁閥與往復(fù)氣缸氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，完成被測(cè)傳感器在高濕測(cè)量室與低濕測(cè)量室之間的快 速切換；風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置是由控制電路、變頻控制器、變頻風(fēng)機(jī)組成，能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)氣路 與測(cè)量室中樣氣的流速。測(cè)量單元包括測(cè)量電路和溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)速傳感器， 主要完成兩個(gè)測(cè)量室的溫度、濕度和風(fēng)速的測(cè)量。由于本發(fā)明設(shè)計(jì)了兩個(gè)濕度發(fā)生器，兩個(gè)測(cè)量室，而且測(cè)量室中的樣氣溫度、濕 度、流速均可調(diào)，氣動(dòng)切換裝置在計(jì)算機(jī)的控制下完成被校傳感器在兩個(gè)測(cè)量室之間的快 速切換，實(shí)現(xiàn)了濕度傳感器在不同溫度、不同濕度、不同風(fēng)速條件下的氣體濕度、響應(yīng)時(shí)間 和濕滯的測(cè)量。


圖1是本發(fā)明的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)原理框圖。圖2是本發(fā)明的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示的1#濕度發(fā)生器與2#濕度發(fā)生器結(jié)構(gòu)方框圖。圖4是圖1所示的測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)方框圖。
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圖5是圖1所示的控制單元中風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖6是圖1所示的控制單元中氣動(dòng)切換裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以下詳細(xì)描述。如圖1、圖2所示本發(fā)明濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)主要包括1#濕度發(fā)生器1、 2#濕度發(fā)生器2、1#測(cè)試室3、被測(cè)傳感器切換裝置4、2#測(cè)試室5、控制單元6、測(cè)量單元7、 測(cè)控計(jì)算機(jī)8、氣路22和氣路23。本發(fā)明的測(cè)量過(guò)程如下1、動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差的測(cè)量1#濕度發(fā)生器1 (或2#濕度發(fā)生器2)在測(cè)控計(jì)算機(jī)8的控制下產(chǎn)生一定溫度、流 速、濕度的氣體送往1#測(cè)試室3(或2#測(cè)試室5)。1#測(cè)試室3(或2#測(cè)試室5)內(nèi)的氣體 濕度在循環(huán)一定的時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定，測(cè)控計(jì)算機(jī)8控制測(cè)量電路21通過(guò)溫度傳感器9、濕 度傳感器10、風(fēng)速傳感器11 (或溫度傳感器12、濕度傳感器13、風(fēng)速傳感器14)對(duì)測(cè)試室 中的氣體溫度、濕度和風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量。將待測(cè)的濕度傳感器置于1#測(cè)試室3(或2#測(cè)試室 5)中，由測(cè)量電路21采集被測(cè)傳感器的量值。在濕度傳感器測(cè)量值穩(wěn)定后，測(cè)控計(jì)算機(jī)8 記錄下被校濕度傳感器的測(cè)量值。在濕度、溫度不變的情況下，改變1#測(cè)試室3 (或2#測(cè)試室5)中氣體流速，在濕 度傳感器測(cè)量值穩(wěn)定后，由計(jì)算機(jī)8記錄下被校濕度傳感器的測(cè)量值，通過(guò)這些測(cè)量值可 計(jì)算出一定溫度、濕度下不同風(fēng)速的濕度測(cè)量修正值。改變1#測(cè)試室3 (或2#測(cè)試室5)中氣體溫度、濕度，待其穩(wěn)定后，改變風(fēng)速重復(fù) 上述測(cè)量。2、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間測(cè)量1#濕度發(fā)生器1在測(cè)控計(jì)算機(jī)8的控制下產(chǎn)生一定溫度、一定流速、60% RH 95% RH左右的高濕氣體送往1#測(cè)試室3 ;2#濕度發(fā)生器2在測(cè)控計(jì)算機(jī)8的控制下產(chǎn)生 一定溫度、一定流速、20% RH 40% RH左右的低濕氣體送往2#測(cè)試室5。1#測(cè)試室3和 2#測(cè)試室5內(nèi)的氣體濕度在循環(huán)一定的時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定，由測(cè)量電路21通過(guò)溫度傳感器 9、12，濕度傳感器10、13，風(fēng)速傳感器11、14，對(duì)兩路氣流濕度、溫度和風(fēng)速的進(jìn)行測(cè)量。先 將待測(cè)的濕度傳感器置于1#測(cè)試室3中，由測(cè)量電路21采集被校傳感器的測(cè)量值。在濕 度傳感器測(cè)量值穩(wěn)定后，測(cè)控計(jì)算機(jī)8控制切換裝置4快速地將被校濕度傳感器切換到2# 測(cè)試室5中，測(cè)控計(jì)算機(jī)8通過(guò)測(cè)量電路21實(shí)時(shí)地采集被校濕度傳感器輸出值，并采集被 校濕度傳感器濕度值隨時(shí)間變化的測(cè)量數(shù)據(jù)，從而可以計(jì)算出濕度傳感器由低濕到高濕的 響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)被校濕度傳感器輸出值穩(wěn)定后，測(cè)控計(jì)算機(jī)8控制切換裝置4快速地將被校濕 度傳感器切換回1#測(cè)試室3中，測(cè)控計(jì)算機(jī)8通過(guò)測(cè)量電路21實(shí)時(shí)地采集被校濕度傳感 器輸出值，并記錄被校濕度傳感器濕度值隨時(shí)間的變化過(guò)程，即而計(jì)算出濕度傳感器由高 濕到低濕的響應(yīng)時(shí)間。改變兩個(gè)測(cè)量室中的氣路速度和氣體溫度重復(fù)上述過(guò)程，完成被校濕度傳感器在 不同溫度、不同風(fēng)速條件下降濕與升濕的響應(yīng)時(shí)間。
3、動(dòng)態(tài)濕滯的測(cè)量1#濕度發(fā)生器1 (或2#濕度發(fā)生器2)在測(cè)控計(jì)算機(jī)8的控制下產(chǎn)生一定溫度、 流速的低濕氣體(一般為20% RH)送往1#測(cè)試室3 (或2#測(cè)試室5)。1#測(cè)試室3 (或2# 測(cè)試室5)內(nèi)的氣體濕度在循環(huán)一定的時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定，測(cè)控計(jì)算機(jī)8通過(guò)測(cè)量電路21通 過(guò)溫度傳感器9、濕度傳感器10、風(fēng)速傳感器11 (或溫度傳感器12、濕度傳感器13、風(fēng)速傳 感器14)對(duì)測(cè)試室中的氣體溫度、濕度和風(fēng)速的進(jìn)行測(cè)量。將待測(cè)量的濕度傳感器置于1# 測(cè)試室3(或2#測(cè)試室5)中，由測(cè)量電路21采集被校傳感器的測(cè)量值。在被校濕度傳感 器測(cè)量值穩(wěn)定后，測(cè)控計(jì)算機(jī)8記錄下被校濕度傳感器的測(cè)量值。測(cè)控計(jì)算機(jī)8控制1#濕 度發(fā)生器1 (或2#濕度發(fā)生器2)逐步升高產(chǎn)生氣體的濕度一直到高濕狀態(tài)(一般為95% RH)分別重復(fù)上述的測(cè)量。然后，測(cè)控計(jì)算機(jī)8控制1#濕度發(fā)生器1(或2#濕度發(fā)生器2) 逐步降低產(chǎn)生氣體的濕度一直到原低濕狀態(tài)。分別重復(fù)上述的測(cè)量，計(jì)算出被校濕度傳感器在不同溫度、不同風(fēng)速情況下的濕滯。如圖3所示，本發(fā)明的實(shí)施例中的濕度發(fā)生器1(或2)是一臺(tái)恒溫恒濕箱15(或 16)，濕度發(fā)生器能夠產(chǎn)生所需濕度、溫度的氣體，并可通過(guò)變頻風(fēng)機(jī)19和20 (或17和18) 改變其風(fēng)速。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例中的測(cè)量單元7包括測(cè)量電路21、溫度傳感器9和12、 濕度傳感器10和13、風(fēng)速傳感器11和14。測(cè)量單元7主要用于測(cè)量1#測(cè)量室3 (和2# 測(cè)量室5)的溫度、濕度和風(fēng)速，以及被測(cè)濕度傳感器的濕度測(cè)量值。如圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施例中風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置是控制單元6的組成部分。包括控 制電路25、變頻控制器26/27/28/29、變頻風(fēng)機(jī)17/18/19/20。測(cè)控計(jì)算機(jī)8通過(guò)控制電路 25控制變頻控制器改變變頻風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)1#測(cè)量室和2#測(cè)量室氣體流速的目的。如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施例中氣動(dòng)切換裝置是控制單元6的組成部分。它包括 控制電路25、驅(qū)動(dòng)電路30、雙向電磁閥31、往復(fù)氣缸氣動(dòng)切換執(zhí)行機(jī)構(gòu)32。測(cè)控計(jì)算機(jī)8 通過(guò)控制電路、驅(qū)動(dòng)電路30、雙向電磁閥31、往復(fù)氣缸氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)32實(shí)現(xiàn)被測(cè)濕度傳感 器在兩個(gè)氣室之間的快速切換。
權(quán)利要求
1.一種濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括濕度發(fā)生器O臺(tái))、濕度傳感器測(cè)試室O 個(gè))、風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置0個(gè))、氣路切換裝置、(溫度、濕度、風(fēng)速)測(cè)量單元、控制電路與測(cè)控 計(jì)算機(jī)，其特征是，由兩臺(tái)濕度發(fā)生器分別產(chǎn)生溫度、濕度可調(diào)的高濕氣體和低濕氣體；高 濕氣體和低濕氣體通過(guò)風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生所需的風(fēng)速，并送到測(cè)量室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，濕度發(fā)生器是由 兩臺(tái)恒溫恒濕箱組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，所述的風(fēng)速調(diào)節(jié) 裝置是由控制電路、變頻控制器、變頻風(fēng)機(jī)構(gòu)成，產(chǎn)生測(cè)試所需的風(fēng)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，其特征是，所述的濕度傳感 器切換裝置是由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、雙向電磁閥、往復(fù)式氣缸氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)濕度傳感 器在兩個(gè)測(cè)量室之間的快速切換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種濕度傳感器動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。它包括濕度發(fā)生器(2臺(tái))、濕度傳感器測(cè)試室(2個(gè))、風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置(2個(gè))、氣動(dòng)切換裝置、(溫度、濕度、風(fēng)速)測(cè)量單元、控制單元與測(cè)控計(jì)算機(jī)。由兩臺(tái)濕度發(fā)生器分別產(chǎn)生不同溫度下的高濕氣體和低濕氣體；高濕氣體和低濕氣體通過(guò)風(fēng)速調(diào)節(jié)裝置產(chǎn)生所需的風(fēng)速。氣動(dòng)切換裝置實(shí)現(xiàn)濕度傳感器在高濕氣源與低濕氣源之間的快速切換。本發(fā)明的有益效果是提供一種可以設(shè)置在不同風(fēng)速、不同溫度以及不同濕度階躍值的濕度傳感器測(cè)量誤差、響應(yīng)時(shí)間、濕滯等參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01N27/00GK102128860SQ20101058647
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者呂國(guó)義, 周慶福, 張海波, 楊斌, 陳振林 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院, 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所