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湿度变送器校准方法初探

近年来,随着科技不断进步,对湿度测量的要求也越来越高。一体化湿度变送器就是一类准确度较高的湿度测量仪表,但目前还没有相关的检定规程或校准规范,本文提出一种校准一体化湿度变送器的方法,并对校准装置的不确定度作了评定。

一、原理

将一体化湿度变送器放入标准湿度场中,以精密露点仪作为标准器,同时将标准器插入标准湿度场中,待稳定后,湿度变送器将标准湿度信号转换成(0~10)mA、(4~20)mA或(1~5)V的直流信号输出,用数字多用表读取输出的直流信号,用比较法计算一体化湿度变送器的误差,其
一体化湿度变送器校准原理框图

二、校准条件和设备

1.精密露点仪。

2.数字多用表。

3.恒温恒湿箱。

4.环境条件:温度:(20±5)℃,相对湿度:(45%~75%)RH。

三、校准方法

1.校准点的选择

校准点包含上、下限值在内至少5个点,校准点应均匀分布在整个测量范围内。

2.校准方法

将精密露点仪和被检一体化湿度变送器放入恒温恒湿箱内,稳定后读取变送器相应的实际输出值Id和露点仪示值。重复测量4次,取误差最大值作为基本误差。

3.一体化湿度变送器基本误差

按式(1)计算

ΔIt=Id-〔I+(ts+Δts-t)×(Im/tm)〕(1)

式中:ΔIt——一体化湿度变送器在湿度t时的测量误差;Id——一体化湿度变送器的输出电流(电压)值;I——一体化湿度变送器的标称电流(电压)值;ts——精密露点仪的示值;Δts——精密露点仪的修正值;t——名义湿度;Im——一体化湿度变送器的输出量程;tm——一体化湿度变送器的湿度输入量程。

4.实例

一体化湿度变送器信息,型号/规格:EE23、(20%~80%)RH,准确度等级:0.5级。

校准点选择:20%RH、35%RH、50%RH、65%RH、80%RH。

标准器信息,名称:精密露点仪;型号/规格:S-1S-8;测量范围:温度:0℃~60℃;露点温度:-35℃~+50℃;相对湿度:(0%~100%)RH;准确度等级:二级。

配套设备信息:(1)名称:直流标准信号源,型号/规格:SPMK3003,测量范围:(0.0000~25.0000)mA,MPE:±(0.03%×读数+0.003%×量程)。(2)名称:恒温恒湿箱;型号/规格:C-340;测量范围:相对湿度为(20%~95%)RH,温度为-40℃~+180℃,湿度均匀度≤1.0%RH,湿度波动度≤0.8%RH。

校准时环境条件:温度:22.0℃;相对湿度:69%。

将一体化湿度变送器与精密露点仪一起分别放入恒温恒湿箱中,分别设定恒温恒湿箱内湿度为20%RH、35%RH、50%RH、65%RH、80%RH(20℃条件下),待稳定后,分别读取精密露点仪的相对湿度和直流标准信号源的输出电流值,重复读取4次,按式(1)计算基本误差,表1列出了具体结果。

 
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