数字温湿度计温度校准方法的探讨

数字温湿度计温度校准方法的探讨

陈惠锋 欧阳圣飞 肖坤

深圳市计量质量检测研究院 广东 深圳 518000

摘要：随着科技的发展，数字温湿度计因其读取简单，操作方便被广泛的应用于各行各业中。数字温度计一般是数字显示，降低温湿度计的使用门槛，同时一般数字温度计上所提供的简单的控制按钮也支持用户对其进行简单的校正。因此在一般的使用环境，很多用户对于数字温湿度计的校正不是很重视。考虑到温湿度计一般使用的环境是对于温湿度有要求的环境，经过一段时间的使用之后容易失去精度，本文特别针对目前基础的数字温湿度计的校正方法进行探讨。

关键词：数字温湿度计；温度校准；方法

数字温湿度计是一种简单的测量仪器，能够实时反应一定区域温度以及湿度，让用户能够根据温湿度数据进行调节，保证操作环境的稳定。因此，数字温湿度计的稳定就显得更加的重要，一般数字温湿度计都要按照其指导说明进行定期的校准与维护，但是目前大众对于温湿度计的校正不是很重视，同时也我国也尚未形成统一的校正规范与准则，这也导致在市面上对于温湿度计的认识有一定的偏差。

一、数字温湿度计的构成与工作原理

数字温湿度计一般是指通过温湿度探头量测环境温湿度并将测量结果直接显示在仪器的数字显示屏上的一种测量仪器。数字温湿度计的形式有多种，如手持式，壁挂式等。量测环境的温湿度是其基本功能，除此之外，高端的数字温湿度计还具有其他的附加功能，如锁定测量值，超标预警等等。数字温湿度计主要是由感温元件，湿敏元件，测量电路以及显示部分组成。感温元件用于测量温度，湿敏元件则是用于探测环境的湿度。根据以下图一所示的数字温湿度计的工作原理，数字温湿度计通过感温元件和湿敏元件感受环境的温湿度，在不同温湿度环境下产生不同的电量特性，经过测试电路产生信号，这些信号经过一定的程序处理之后，最终以数字的形式显示在电子显示屏上^［1］。

图一

数字温湿度计的工作环境一般是开放的，其感温元件，湿敏元件是暴露在环境中才可以对环境的温湿度进行探测。但是由于环境中的粉尘，油污等因素的影响，感温元件以及湿敏元件的精确性在一定时间之后会有所下降。因此，在数字温湿度计在出厂的时候会附上说明，要求在规定的期限内进行校正。在部分对于温湿度环境有严格要求的企业，对于温湿度计进行校正的期限要求会更加严格。定期对设备进行校正，不仅能够保证设备检测的精度，同时也能够让设备的使用寿命得到保证。当然，温湿度计的使用环境有一定的要求，需要按照设备的说明进行使用。

二、数字温湿度计的校准方法

数字温湿度计的校准一般是按照生产设备厂商所指定的期限进行定期校准，当然部分对生产，测试环境比较严格的环境也会在这个标准之上制定更为严格的标准。数字温湿度计的校准方法一般是指通过实验室或者实验箱中达到标准测试温湿度，使用数字温湿度计进行读数并计算其误差值；同时在一定的间隔时间内进行读数，计算一定间隔时间内的读数误差值。最后根据这个误差值判断该数字温湿度计的是否在出厂的误差范围之内，并根据这个值对温湿度计进行校准，使之达到出厂设置的精度^［2］。

1. 数字温湿度计的校准方法

一般来说，数字温湿度计的校准方法是通过在恒定温湿度下将标准仪器与被校正仪器之间的读数进行对比计算。目前温湿度计测量较为精准的仪器一般是使用精密露点仪，在温湿度试验箱中进行测量校准。当然市面上的精密露点仪和温湿度试验箱的品牌种类较多，但是无论是哪个品牌的试验仪器，在进行校准的时候都需要达到一定的技术参数，按照精确步骤进行测试。

精密露点仪是通过传感技术探测环境的温湿度。大部分的精密露点仪相对数字温湿度计有更为全面的功能，能够将被试阶段的温湿度数据打印并且进行记录与分析，能够让对比校准这种方式更加方便。温湿度试验箱则是能够创造出较为稳定的实验环境，在这个实验环境中所测出的温湿度环境较为稳定，不会受到外界的干扰。在进行校正的时候，校准人员需要先将温湿度试验箱调制测试温湿度，静止5分钟以上，在温湿度试验箱内部环境稳定之后，分别将精密露点仪的露点对准温湿度试验箱的气道口，或者同时将数字温湿度计以及精密露点仪放入温湿度试验箱中进行测试，在读数稳定之后进行观察并记录。首次读数与下次读数之间要有一定的间隔，一般在间隔5分钟左右。在记录两者的读数之后需要根据记录的数据计算误差范围，一般来说，数字温湿度计的出厂设定测定误差范围在 ，而精密露点仪的误差范围值一般是在 。因此，在计算误差范围的时候，需要设计公式将两者的误差范围值都纳入考虑。尽管被试的误差都是比较小的数值，但是公式的设计错误可能会将这个数值无线方法，造成校准结果的错误。当然，在实验室的环境中，一般都有通过仪器将误差计算的公式设定，校准人员只需要将测试中记录的数据按照标准输入就可以得出校准的结果。当然，目前有较多的行业中对于校准的精度有更高的要求，需要考虑到更多的变量因素对温湿度检测的影响。

2. 影响温湿度校准的因素

在实验环境中，影响温湿度的因素主要来自设备以及环境。从设备上来说，校准仪器本身会存在着一定的误差范围，例如精密露点仪本身也是需要进行定期校准的仪器，并且其所测定的数值也有允许的误差范围，在市面上不同品牌的精密露点仪也存在着一定的差异，因此，我们在使用仪器之前需要检查仪器的校准日期有无过期。一般来说，精密露点仪在开启之后会进行自动校准，这个过程大约在5分钟之内，之后才进入较为稳定的测试中，在校准测试之前可以先用精密露点仪进行测试，打印出一段数据实际观测其稳定性。

温湿度试验箱也是需要定期校准的实验仪器，一般来说温湿度试验箱根据需求尺寸不同。所以在校准实验中需要考虑到温湿度试验箱内部不同区域的温场不均性以及温湿度的不均匀性。温场不均性以及温湿度的不均匀性这两个数据也需要在实现运用测试的方法计算得出，在不同尺寸以及不同的实验环境中，这两个数值也会有一定的差异，因此，必须通过测试计算得出，不能直接借用或者沿用之前的数值。

另外在进行校准的时候，也需要注意数字温湿度计有一定的使用环境，虽然进行校准的实验环境一般是较为中性的，但是还是需要小心注意在实验环境中是否有特别极端的因素如腐蚀性气体液体，实验场地的水平度，实验环境的粉尘等等。尤其在对一些操作环境较为敏感区域，更加需要排除这些干扰因素。另外，数字温湿度计本身的精度很容易受到粉尘，油污等的干扰，在对数字温湿度计进行校准的时候需要首先清除仪器本身的粉尘，油污等物质。数字温湿度计本身的使用年限也是需要考虑的因素之一，如仪器本身已经超过使用年限，各种元件老化，那么也没有再进行检定校准的必要。

结论

综上所述，作为各行各业中普遍使用的数字温湿度计，需要根据指导定期对仪器进行校准。数字温湿度计的定期校准是保证仪器检测精度的重要方法，同时也是保证仪器使用寿命的重要手段。本文阐述目前数字温湿度计的基本工作原理以及主要构成元件。参考目前用于校准的主要方法以及实验设备，对实验校准过程中的各项影响因素进行分析并指出这些影响因素的误差范围测定方法，对数字温湿度计进行校准误差进行指导。

参考文献

1. 张懿. 对干湿球温湿度计影响因素分析[J].  新型工业化. 2021(09)：95-96

2. 张君.数字温湿度计相对湿度校准结果的不确定度评定[J].品牌与标准化,2018(05):34-36.