专利名称：湿度传感器动态参数测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种湿度传感器动态参数测量系统，更具体地说，本发明涉及到一 种湿度传感器在不同温度、不同风速条件下的气体湿度、响应时间、湿滞的测量系统。
背景技术：
湿度传感器是用来测量气体湿度的敏感元件，是由湿敏电容、湿敏电阻或湿敏谐 振器等湿敏元件及其变换电路组成的，能直接显示湿度的湿度计，或者能输出电压、电流、 频率等可测信号的传感器。其测量准确度、响应时间、湿滞是评价其性能的重要指标。由于湿度传感器均为接触式测量方法，即只有当被测气体将湿度传感器中湿敏元 件表面的原气体氛围完全置换后，湿度传感器才能给出被测气体的湿度值。测试时的温度、 风速都会影响其测量准确度、响应时间、湿滞等。目前，对湿度传感器的性能评价仅限于准 确度等级、响应时间、湿滞等参量在静态条件下测量，准确地说，这种测量没有考虑温度、风 速等因素的影响，与其实际使用环境有较大差别。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对湿度传感器准确度等级、响应时间湿滞等参数 在不同温度、风速条件下的计量测试系统。为了达到上述目的，本发明的湿度传感器动态参数测量系统主要包括湿度发生器 (2台)、测量室(2个)、被测传感器气动切换装置、风速调节装置(2个)、温湿度与风速传感 器(2套)、测量与控制单元、气路系统与测控计算机等。湿度发生器是由恒温恒湿箱组成， 在测控计算机的控制下分别为两个测量室提供高、低湿度且温度可调的样气；两个测量室 用于被测传感器各参数在不同条件下的测量；气动切换装置由控制电路、驱动电路、双向电 磁阀与往复气缸气动执行机构组成，完成被测传感器在高湿测量室与低湿测量室之间的快 速切换；风速调节装置是由控制电路、变频控制器、变频风机组成，能够根据需要调节气路 与测量室中样气的流速。测量单元包括测量电路和温度传感器、湿度传感器、风速传感器， 主要完成两个测量室的温度、湿度和风速的测量。由于本发明设计了两个湿度发生器，两个测量室，而且测量室中的样气温度、湿 度、流速均可调，气动切换装置在计算机的控制下完成被校传感器在两个测量室之间的快 速切换，实现了湿度传感器在不同温度、不同湿度、不同风速条件下的气体湿度、响应时间 和湿滞的测量。


图1是本发明的湿度传感器动态参数测量系统原理框图。图2是本发明的湿度传感器动态参数测量系统结构示意图。图3是图1所示的1#湿度发生器与2#湿度发生器结构方框图。图4是图1所示的测量单元的结构方框图。
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图5是图1所示的控制单元中风速调节装置的结构方框图。图6是图1所示的控制单元中气动切换装置的结构方框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做以下详细描述。如图1、图2所示本发明湿度传感器动态参数测量系统主要包括1#湿度发生器1、 2#湿度发生器2、1#测试室3、被测传感器切换装置4、2#测试室5、控制单元6、测量单元7、 测控计算机8、气路22和气路23。本发明的测量过程如下1、动态测量误差的测量1#湿度发生器1 (或2#湿度发生器2)在测控计算机8的控制下产生一定温度、流 速、湿度的气体送往1#测试室3(或2#测试室5)。1#测试室3(或2#测试室5)内的气体 湿度在循环一定的时间后达到稳定，测控计算机8控制测量电路21通过温度传感器9、湿 度传感器10、风速传感器11 (或温度传感器12、湿度传感器13、风速传感器14)对测试室 中的气体温度、湿度和风速进行测量。将待测的湿度传感器置于1#测试室3(或2#测试室 5)中，由测量电路21采集被测传感器的量值。在湿度传感器测量值稳定后，测控计算机8 记录下被校湿度传感器的测量值。在湿度、温度不变的情况下，改变1#测试室3 (或2#测试室5)中气体流速，在湿 度传感器测量值稳定后，由计算机8记录下被校湿度传感器的测量值，通过这些测量值可 计算出一定温度、湿度下不同风速的湿度测量修正值。改变1#测试室3 (或2#测试室5)中气体温度、湿度，待其稳定后，改变风速重复 上述测量。2、动态响应时间测量1#湿度发生器1在测控计算机8的控制下产生一定温度、一定流速、60% RH 95% RH左右的高湿气体送往1#测试室3 ;2#湿度发生器2在测控计算机8的控制下产生 一定温度、一定流速、20% RH 40% RH左右的低湿气体送往2#测试室5。1#测试室3和 2#测试室5内的气体湿度在循环一定的时间后达到稳定，由测量电路21通过温度传感器 9、12，湿度传感器10、13，风速传感器11、14，对两路气流湿度、温度和风速的进行测量。先 将待测的湿度传感器置于1#测试室3中，由测量电路21采集被校传感器的测量值。在湿 度传感器测量值稳定后，测控计算机8控制切换装置4快速地将被校湿度传感器切换到2# 测试室5中，测控计算机8通过测量电路21实时地采集被校湿度传感器输出值，并采集被 校湿度传感器湿度值随时间变化的测量数据，从而可以计算出湿度传感器由低湿到高湿的 响应时间。当被校湿度传感器输出值稳定后，测控计算机8控制切换装置4快速地将被校湿 度传感器切换回1#测试室3中，测控计算机8通过测量电路21实时地采集被校湿度传感 器输出值，并记录被校湿度传感器湿度值随时间的变化过程，即而计算出湿度传感器由高 湿到低湿的响应时间。改变两个测量室中的气路速度和气体温度重复上述过程，完成被校湿度传感器在 不同温度、不同风速条件下降湿与升湿的响应时间。
3、动态湿滞的测量1#湿度发生器1 (或2#湿度发生器2)在测控计算机8的控制下产生一定温度、 流速的低湿气体(一般为20% RH)送往1#测试室3 (或2#测试室5)。1#测试室3 (或2# 测试室5)内的气体湿度在循环一定的时间后达到稳定，测控计算机8通过测量电路21通 过温度传感器9、湿度传感器10、风速传感器11 (或温度传感器12、湿度传感器13、风速传 感器14)对测试室中的气体温度、湿度和风速的进行测量。将待测量的湿度传感器置于1# 测试室3(或2#测试室5)中，由测量电路21采集被校传感器的测量值。在被校湿度传感 器测量值稳定后，测控计算机8记录下被校湿度传感器的测量值。测控计算机8控制1#湿 度发生器1 (或2#湿度发生器2)逐步升高产生气体的湿度一直到高湿状态(一般为95% RH)分别重复上述的测量。然后，测控计算机8控制1#湿度发生器1(或2#湿度发生器2) 逐步降低产生气体的湿度一直到原低湿状态。分别重复上述的测量，计算出被校湿度传感器在不同温度、不同风速情况下的湿滞。如图3所示，本发明的实施例中的湿度发生器1(或2)是一台恒温恒湿箱15(或 16)，湿度发生器能够产生所需湿度、温度的气体，并可通过变频风机19和20 (或17和18) 改变其风速。如图4所示，本发明实施例中的测量单元7包括测量电路21、温度传感器9和12、 湿度传感器10和13、风速传感器11和14。测量单元7主要用于测量1#测量室3 (和2# 测量室5)的温度、湿度和风速，以及被测湿度传感器的湿度测量值。如图5所示，本发明的实施例中风速调节装置是控制单元6的组成部分。包括控 制电路25、变频控制器26/27/28/29、变频风机17/18/19/20。测控计算机8通过控制电路 25控制变频控制器改变变频风机的转速达到调节1#测量室和2#测量室气体流速的目的。如图6所示，本发明的实施例中气动切换装置是控制单元6的组成部分。它包括 控制电路25、驱动电路30、双向电磁阀31、往复气缸气动切换执行机构32。测控计算机8 通过控制电路、驱动电路30、双向电磁阀31、往复气缸气动执行机构32实现被测湿度传感 器在两个气室之间的快速切换。
权利要求
1.一种湿度传感器动态参数测量系统，包括湿度发生器O台)、湿度传感器测试室O 个)、风速调节装置0个)、气路切换装置、(温度、湿度、风速)测量单元、控制电路与测控 计算机，其特征是，由两台湿度发生器分别产生温度、湿度可调的高湿气体和低湿气体；高 湿气体和低湿气体通过风速调节装置产生所需的风速，并送到测量室。
2.根据权利要求1所述的湿度传感器动态参数测量系统，其特征是，湿度发生器是由 两台恒温恒湿箱组成。
3.根据权利要求1所述的湿度传感器动态参数测量系统，其特征是，所述的风速调节 装置是由控制电路、变频控制器、变频风机构成，产生测试所需的风速。
4.根据权利要求1所述的湿度传感器动态参数测量系统，其特征是，所述的湿度传感 器切换装置是由控制电路、驱动电路、双向电磁阀、往复式气缸气动执行机构实现湿度传感 器在两个测量室之间的快速切换。
全文摘要
本发明公开了一种湿度传感器动态参数测量系统。它包括湿度发生器(2台)、湿度传感器测试室(2个)、风速调节装置(2个)、气动切换装置、(温度、湿度、风速)测量单元、控制单元与测控计算机。由两台湿度发生器分别产生不同温度下的高湿气体和低湿气体；高湿气体和低湿气体通过风速调节装置产生所需的风速。气动切换装置实现湿度传感器在高湿气源与低湿气源之间的快速切换。本发明的有益效果是提供一种可以设置在不同风速、不同温度以及不同湿度阶跃值的湿度传感器测量误差、响应时间、湿滞等参数的测量系统。
文档编号G01N27/00GK102128860SQ20101058647
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者吕国义, 周庆福, 张海波, 杨斌, 陈振林 申请人:中国人民解放军海军航空工程学院, 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所