專利名稱：高精度溫濕度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于空氣狀態(tài)參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，用于測定空氣的干球溫度、濕球溫度，并可進(jìn)而確定空氣的相對濕度。
利用測定空氣干、濕球溫度來確定空氣的含濕量和相對濕度的阿斯曼方法是經(jīng)典的、標(biāo)準(zhǔn)的方法?，F(xiàn)有技術(shù)中采用阿斯曼方法的水銀干濕球溫度計是非電測方式，不能與二次電測儀表連用，信號不能遠(yuǎn)距離傳輸。由于氯化鋰等化合物具有其電阻隨吸濕率而變化的特點，以此為原理發(fā)展了另一類濕度傳感器，這類傳感器可以與二次電測儀表連用，解決了信號傳輸?shù)膯栴}。但是這類濕度傳感器各元件間的差異大，性能不穩(wěn)定，需要經(jīng)常進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)，且輸出信號變送復(fù)雜，不利于實際應(yīng)用。另一種已得到實際應(yīng)用的采用阿斯曼方法以熱敏電阻為測溫元件的干濕球溫度計，由于其實際的被測量是敏感元件的電阻值，信號變送復(fù)雜，輸出電平低，抗干擾性能差，需要對信號傳輸線路的電阻進(jìn)行補償，精度校準(zhǔn)不易，尤其不利于在計算機(jī)監(jiān)控下的大規(guī)模巡檢。
本實用新型的任務(wù)是對現(xiàn)有的采用阿斯曼方法的溫濕度傳感器進(jìn)行改進(jìn)，使這種傳感器的輸出是穩(wěn)定的、不必進(jìn)行線路補償?shù)?、抗干擾性強的電流或電壓信號，因而具有很高的精度，而且便于與計算機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)連用。
本實用新型的主要技術(shù)特征是采用了集成恒流溫度傳感器作為測溫的敏感元件。這種敏感元件的輸出電流僅隨溫度而變化，且具有良好的線性性。由于輸出信號是電流值，便于遠(yuǎn)距離傳輸，對噪聲電壓有良好的抑制性。
本實用新型所說高精度溫濕度傳感器，可以做成固定式的或便攜式的，采用微型直流電機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中采用微型交流電機(jī)時工頻干擾信號影響精度的問題，使工頻干擾信號降至最低。
附圖
是固定式溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖中1－風(fēng)管，2－干球溫度敏感元件，3－濕球溫度敏感元件，4－套管，5－螺母，6－固定架，7－風(fēng)扇，8－微型直流電機(jī)，9－套筒底座，10－圓螺母，11－插座，12－外殼，13－信號調(diào)理板，14－吸濕紗條，15－水杯。
以下結(jié)合附圖敘述一下本實用新型的工作過程微型直流電機(jī)8帶動風(fēng)扇7使被測區(qū)域的空氣以2.5米／秒以上的速度被吸入風(fēng)管1，并經(jīng)連接螺母5及套筒底座9側(cè)壁上的開孔流出。微型直流電機(jī)8由圓螺母10固定在套筒底座9中。干球溫度敏感元件2和濕球溫度敏感元件3通過各自的套管4安裝在感溫元件固定架6上。其中濕球溫度敏感元件3由一端置于水杯15中的吸濕紗條14包復(fù)。在氣流的作用下，由于水分的蒸發(fā)，濕球溫度敏感元件3的溫度將低于空氣的干球溫度。兩個溫度敏感元件的輸出電流經(jīng)過信號調(diào)理板13可以按不同的使用要求變換成規(guī)格化的電流或電壓信號輸出。輸出信號的零點和量程都可變換，可以輸出0～10毫安或4～20毫安的電流信號與常規(guī)模擬調(diào)節(jié)儀表配合使用，也可以變換成0～5伏的電壓信號直接與A／D轉(zhuǎn)換器配接，以簡化計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的模擬輸入通道。微型直流電機(jī)8的電源線及輸出信號經(jīng)插座11與二次儀表或計算機(jī)相連。固定式溫濕度傳感器的所有部件均安裝在一個整體的外殼12中。
每次讀數(shù)之前，由測量者或由計算機(jī)發(fā)出指令開啟微型直流電機(jī)，帶動風(fēng)扇。兩分鐘左右濕球溫度的讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定，即可在二次儀表上進(jìn)行讀數(shù)或經(jīng)計算機(jī)控制的A／D轉(zhuǎn)換器把輸出信號讀入計算機(jī)，隨后關(guān)閉微型直流電機(jī)。由讀得的干、濕球溫度可用查表的方法或由計算機(jī)進(jìn)行運算，進(jìn)一步確定空氣的其他有關(guān)參數(shù)，如含濕量、相對濕度、水蒸汽分壓力、露點溫度和濕空氣的焓等。
本實用新型所說溫濕度傳感器，可用于溫度為5～90℃、相對濕度為0～100％RH的空氣的測定，其主要優(yōu)點在于測量精度高(測溫精度可達(dá)0.1℃，測濕精度可達(dá)±2％)、在長時間運行下性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，特別適用于計算機(jī)監(jiān)控下的大規(guī)模巡檢和控制系統(tǒng)，也可與二次模擬儀表連用進(jìn)行讀數(shù)或作控制用。
權(quán)利要求1.一種溫濕度傳感器，由設(shè)置在風(fēng)管1中的干球溫度敏感元件2、濕球溫度敏感元件3、安裝在微型電機(jī)軸端的風(fēng)扇7、信號調(diào)理板13和外殼12組成，其特征是所說的干球溫度敏感元件2和濕球溫度敏感元件3采用了輸出電流僅隨溫度變化的集成恒流溫度傳感器，微型電機(jī)8為直流電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的溫度傳感器，其特征在于所說的微型直流電機(jī)由傳感器以外提供的低壓直流電源驅(qū)動。
專利摘要本實用新型為根據(jù)阿斯曼干濕球溫度計的原理來確定空氣的干、濕球溫度并可進(jìn)而確定空氣濕度的高精度溫濕度傳感器，由干、濕球溫度敏感元件，微型直流電機(jī)，風(fēng)扇，風(fēng)管，信號調(diào)理板等組成?？捎糜跍囟葹?-90℃，相對濕度為0-100％RH的空氣的測定。輸出信號可按不同要求調(diào)制成適當(dāng)?shù)碾娏骰螂妷盒盘?。整個傳感器性能穩(wěn)定，抗干擾性強，無需作線路補償，因而具有很高的精度。輸出信號既可與二次儀表連用進(jìn)行讀數(shù)，又特別適合于計算機(jī)監(jiān)控下的大規(guī)模巡檢和控制系統(tǒng)。
文檔編號G01D5/12GK2055247SQ8920559
公開日1990年3月28日 申請日期1989年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月6日
發(fā)明者呂東嵐, 方肇洪 申請人:山東建筑工程學(xué)院