虹口区温度开关热工计量校准

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。

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1.设备配置与预平衡

1. 将标准铂电阻温度计（如PT100，扩展不确定度U≤0.05℃）安装于槽体几何中心及四角位置，浸入深度≥100mm
2. 连接多通道数据采集器，通电预热1小时，初始温度设定为25℃

2.温度均匀性校准

1. 设置目标温度（如-20℃、50℃、150℃），待温度稳定（波动≤±0.01℃/10min）后保持30分钟
2. 同步读取5个测温点的数据，计算工作区域比较大温差（允差≤±0.05℃/工业级）

3.温度波动性测试

1. 在中间温度点（如100℃）连续采集数据30分钟，采样间隔10秒
2. 计算温度波动度：t波动=(tmax-tmin)/2（应≤±0.02℃/高精度槽）

4.温度稳定性验证

1. 在量程上限（如200℃）连续运行8小时，每小时记录中心点温度值
2. 漂移量ΔT=|t终-t初|应≤±0.1℃（AA级恒温槽指标）

5.升温/降温速率测试

1. 设置从50℃→150℃全功率升温，记录达到设定值±0.1℃范围所需时间
2. 计算平均速率（典型值≥3℃/min），超差时检查加热系统功率

6.参数修正与报告

1. 通过PID参数调整补偿温度偏差，重测关键点验证修正效果
2. 生成校准证书，包含均匀性、波动度、稳定性及测量不确定度（如U=0.03℃,k=2）

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。

红外线测温仪中的黑体校准法如下

1. 准备工作
   • 黑体辐射源：选择高精度的黑体辐射源，其温度范围要能覆盖红外线测温仪的测量范围，并且温度稳定性和均匀性良好。
   • 预热设备：提前对黑体辐射源进行预热，一般需要 30 分钟以上，以确保其温度达到稳定状态。
2. 校准步骤
   • 设定温度点：根据红外线测温仪的测量范围和使用需求，在黑体辐射源上设定多个不同的已知温度点，如 50℃、100℃、200℃等。
   • 测量与对比：将红外线测温仪对准黑体辐射源的辐射口，测量黑体辐射源在各设定温度点下的温度，记录红外线测温仪的测量值，并与黑体辐射源设定的标准温度值进行比较，计算偏差。
   • 调整修正：依据偏差值对红外线

数字式温湿度计湿度测量原理

(1) 电容式湿度传感器（主流技术）

• 结构：高分子薄膜（如聚酰亚胺）作为介电质，两侧镀金属电极形成电容器。
• 工作机制：
  • 环境湿度变化→薄膜吸/脱附水分子→介电常数变化→电容值改变。
  • 电容值与相对湿度（%RH）成近似线性关系（需温度补偿）。
• 典型传感器：Honeywell HIH4030、Sensirion SHT系列。

(2) 信号处理流程

1. 电容-频率/电压转换：通过振荡电路将电容变化转换为频率或电压信号。
2. ADC转换：数字量化湿度信号。
3. 温度补偿：湿度传感器受温度影响，需用温度测量值修正湿度读数（算法内置）。

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1. 连接与预热
   • 将温度显示仪与温度标准源正确连接，根据显示仪的输入要求，设置好输入类型、量程等参数。
   • 零点校准
2. • 将温度标准源输出设置为 0℃（或显示仪测量范围的下限值），待显示仪显示稳定后，观察显示值是否与标准值一致。
   • 若有偏差，通过显示仪的零点调整功能进行校准，使显示值与标准值相等。
3. 多点校准
   • 在温度显示仪的测量范围内，均匀选取至少 5 个校准点。例如，对于测量范围为 0℃ - 100℃的显示仪，可选取 20℃、40℃、60℃、80℃、100℃这 5 个点。
   • 依次将温度标准源输出设置为各校准点温度值，待显示仪显示稳定后，记录显示仪的示值和标准源的实际输出值。
4. 示值误差计算
   • 计算温度显示仪在各校准点的示值误差，示值误差 = 显示仪示值 - 标准源实际输出值。
   • 将示值误差与显示仪的允许误差进行比较，判断是否符合精度要求。不同精度等级的温度显示仪允许误差不同，一般工业用温度显示仪的允许误差为量程的 ±0.5% - ±1.5%。
5. 回程误差测试
   • 完成升温校准后，按照与升温相反的顺序，将温度标准源依次降至各校准点温度值，再次记录显示仪的示值。
   • 计算各校准点的回程误差，回程误差 = 升温时示值 - 降温时示值，回程误差应不大于允许误差