溫濕度表的檢定與調試方法研究

孫 俊，邵蓓蓓

（如東縣綜合檢驗檢測中心，江蘇 如東 226400）

溫濕度表作為計量電學量的主要應用設備，主要用于檢測環境中的溫度與濕度兩個具體指標，溫濕度表對于計量精度提出了很高的要求[1]。溫濕度表檢定是保證其計量準確性的有效途徑，是計量部門的主要工作內容。在我國，以往的溫濕度表檢定方法為整體檢定法，主要是通過評定溫濕度表的計量性能，進而出具檢定證書，但傳統的溫濕度表檢定方法在實際應用中存在誤差大的問題，且自動化程度低。基于此，為解決傳統溫濕度表檢定精度低的問題，針對溫濕度表的調試方法優化設計是勢在必行的[2]。本文在統一盤值的基礎上，提出溫濕度表的檢定與調試方法研究，通過設計一種新型溫濕度表調試方法，致力于從根本上提高其調試波特率，提升溫濕度表檢定精度。

1.溫濕度表的檢定

1.1 評定溫濕度表的不確定度

在檢定溫濕度表的過程中，本文選取不確定度為檢定指標，嚴格依據相關的檢定流程，評定溫濕度表的不確定度。采用計算方程式的形式，設其不確定度的方程式為U，則有公式（1）。

公式（1）中，h 指的是該檢定點的溫度測量值，單位為℃；t指的是檢定時間，單位為min；y 指的是該檢定點的濕度測量值，單位為%；G 指的是溫濕度表最大允許誤差。通過公式（1），計算得出溫濕度表的不確定度，以其為依據，將溫濕度表的不確定度控制在±0.2 之內，作為檢定溫濕度表的限制條件。

1.2 檢定溫濕度表

在溫濕度表檢定過程中，必須明確溫濕度表檢定流程。溫濕度表檢定具體流程，如圖1 所示。

圖1 溫濕度表檢定流程圖

結合圖1 所示，本文設計的溫濕度表檢定方法為總量檢定方法，將溫濕度表看做一個整體，通過檢定溫濕度表測得的溫度以及濕度，判斷其測量的精準度[3]。設此過程的計算表達式為V，可得公式（2）。

公式（2）中，M 指的是溫濕度表溫度示度，單位為℃；N指的是溫濕度表的靈敏度；S 指的是溫濕度表濕度示度，單位為%；C 指的是檢定箱誤差；θ 指的是測試環境溫度，單位為℃。通過公式（2）可知，在檢定過程中，溫濕度表的測量精度會受到檢定箱誤差的影響，因此本文利用單片機讀取溫濕度表正常溫度以及濕度示值。設溫濕度表正常溫度示值為ΔM，可得公式（3）。

公式（3）中，d 指的是溫度示值誤差，單位為℃。也就是說，當溫濕度表讀取的溫度示值小于或等于ΔM 時，溫濕度表檢定可以正常運作[4]。一旦單片機讀取的溫度示值大于ΔM，單片機就會由于讀取的溫度示值過大，去斷開一個繼電器，形成一個while 循環，程序開始后，除非while 循環的條件接線端接收到“真”，循環就一直進行。在此基礎上，設溫濕度表正常濕度示值為ΔS，可得公式（4）。

公式（4）中，a 指的是濕度示值誤差，單位為%。同理，當溫濕度表讀取的濕度示值小于或等于ΔS 時，溫濕度表檢定可以正常運作。一旦單片機讀取的溫度示值大于ΔS，可通過自動校準溫濕度表，完成溫濕度表檢定。

2.溫濕度表調試方法

在溫濕度表檢定過程中，為進一步提高溫濕度表精度，本文引進相對誤差自動化分析的方式，設計溫濕度表調試方法，具體內容，如下文所述。

2.1 選定溫濕度表自動化調試點位

本文通過選定溫濕度表自動化調試點位，為調試溫濕度表提供基礎點位支持[5]。本文將溫濕度表的調試點位選取分為兩種情況：對基本量程的溫濕度表，選擇溫濕度表基本量程，溫度范圍為-260℃至600℃左右，濕度范圍為20%-80%，作為自動化調試點位；對非基本量程的溫濕度表，選擇100%作為調試點位。在此基礎上，通過相對誤差自動化分析該點位的輸出溫度、濕度有效值，確定該點位調試時間的準確度。

2.2 計算溫濕度表調試相對誤差

在選定溫濕度表自動化調試點位，本文主要針對其自動化分析相對誤差展開計算。通過示波器顯示出溫濕度表自動化分析點位輸出端的溫度以及濕度，并讀取調試時間，計算調試時間誤差。設調試時間誤差為γ，則有公式（5）。

公式（5）中，T指的是試驗臺輸出調試時間，單位為min；S指的是實測試驗臺輸出調試時間，單位為min。通過公式（5）得出調試時間誤差，并測量溫濕度表的溫度示值以及濕度示值。為確定溫濕度表自動化分析點位輸出電流有效值相對誤差，本文將溫度、濕度傳感器串入試驗臺輸出回路，利用溫度、濕度傳感器將溫度、濕度轉換為具體數值，在示波器上得到數值變化曲線，計算溫濕度表自動化分析點位輸出調試有效值[6]。設其目標函數為Un，可得公式（6）。

公式（6）中，K指的是溫度、濕度傳感器變比，單位為Mv/A；I指的是試驗臺顯示輸出調試有效值。根據公式（6）輸出調試有效值計算公式可推導出溫濕度表調試相對誤差的計算公式。設其目標函數為，可得公式（7）。

通過公式（7），可以得出溫濕度表調試相對誤差，試驗臺顯示輸出調試有效值越大，則溫濕度表自動化分析相對誤差越高；反之，相對誤差則越小。

2.3 調試溫濕度表溫度與濕度

以上述計算得出的溫濕度表調試相對誤差為依據，通過精密露點儀的探頭，以垂直的方向，調整溫濕度表的調節口，將指針恢復到標準值。在實際調試過程中，一定要保證操作的高效性以及精確性，保證其溫度與濕度示值能夠在最大允許誤差范圍內，在調試完成后，立即完備檢定箱門。以此，實現溫濕度表調試。

3.實例分析

3.1 實驗準備

構建實例分析，實驗對象選擇某溫濕度表，其具體參數，如表1 所示。

表1 溫濕度表參數設置

結合表1 所示，為本次實例分析選用的溫濕度表具體參數。在此基礎上，首先，使用本文設計調試方法調試溫濕度表，通過MATALB 測試調試波特率，并記錄，將其設為實驗組；再使用傳統調試方法調試溫濕度表，同樣通過MATALB 測試調試波特率，并記錄，將其設為對照組。由此可見，本次實驗主要內容為測試兩種方法的調試波特率，調試波特率數值越高證明該技術的調試效率越高，記錄實驗數據。

3.2 實驗結果與分析

整理實驗數據，如表2 所示。

表2 調試波特率對比表

通過表2 可知，本文設計的調試方法調試波特率明顯高于對照組。由此可見，本文設計調試方法更具有推廣價值。

4.結語

本文通過實例分析的方式，證明了設計調試方法在實際應用中的適用性，以此為依據，證明此次優化設計的必要性。因此，有理由相信通過本文設計，能夠解決傳統溫濕度表檢定中存在的誤差高的缺陷。但本文同樣存在不足之處，主要表現為未對本次調試波特率測定結果的精密度與準確度進行檢驗，進一步提高調試波特率測定結果的可信度。這一點，在未來針對此方面的研究中可以加以補足。與此同時，還需要對溫濕度表的優化設計提出深入研究，以此為提高溫濕度表的質量提供建議。