温湿度表的检定与调试方法研究

孙 俊，邵蓓蓓

（如东县综合检验检测中心，江苏 如东 226400）

温湿度表作为计量电学量的主要应用设备，主要用于检测环境中的温度与湿度两个具体指标，温湿度表对于计量精度提出了很高的要求[1]。温湿度表检定是保证其计量准确性的有效途径，是计量部门的主要工作内容。在我国，以往的温湿度表检定方法为整体检定法，主要是通过评定温湿度表的计量性能，进而出具检定证书，但传统的温湿度表检定方法在实际应用中存在误差大的问题，且自动化程度低。基于此，为解决传统温湿度表检定精度低的问题，针对温湿度表的调试方法优化设计是势在必行的[2]。本文在统一盘值的基础上，提出温湿度表的检定与调试方法研究，通过设计一种新型温湿度表调试方法，致力于从根本上提高其调试波特率，提升温湿度表检定精度。

1.温湿度表的检定

1.1 评定温湿度表的不确定度

在检定温湿度表的过程中，本文选取不确定度为检定指标，严格依据相关的检定流程，评定温湿度表的不确定度。采用计算方程式的形式，设其不确定度的方程式为U，则有公式（1）。

公式（1）中，h 指的是该检定点的温度测量值，单位为℃；t指的是检定时间，单位为min；y 指的是该检定点的湿度测量值，单位为%；G 指的是温湿度表最大允许误差。通过公式（1），计算得出温湿度表的不确定度，以其为依据，将温湿度表的不确定度控制在±0.2 之内，作为检定温湿度表的限制条件。

1.2 检定温湿度表

在温湿度表检定过程中，必须明确温湿度表检定流程。温湿度表检定具体流程，如图1 所示。

图1 温湿度表检定流程图

结合图1 所示，本文设计的温湿度表检定方法为总量检定方法，将温湿度表看做一个整体，通过检定温湿度表测得的温度以及湿度，判断其测量的精准度[3]。设此过程的计算表达式为V，可得公式（2）。

公式（2）中，M 指的是温湿度表温度示度，单位为℃；N指的是温湿度表的灵敏度；S 指的是温湿度表湿度示度，单位为%；C 指的是检定箱误差；θ 指的是测试环境温度，单位为℃。通过公式（2）可知，在检定过程中，温湿度表的测量精度会受到检定箱误差的影响，因此本文利用单片机读取温湿度表正常温度以及湿度示值。设温湿度表正常温度示值为ΔM，可得公式（3）。

公式（3）中，d 指的是温度示值误差，单位为℃。也就是说，当温湿度表读取的温度示值小于或等于ΔM 时，温湿度表检定可以正常运作[4]。一旦单片机读取的温度示值大于ΔM，单片机就会由于读取的温度示值过大，去断开一个继电器，形成一个while 循环，程序开始后，除非while 循环的条件接线端接收到“真”，循环就一直进行。在此基础上，设温湿度表正常湿度示值为ΔS，可得公式（4）。

公式（4）中，a 指的是湿度示值误差，单位为%。同理，当温湿度表读取的湿度示值小于或等于ΔS 时，温湿度表检定可以正常运作。一旦单片机读取的温度示值大于ΔS，可通过自动校准温湿度表，完成温湿度表检定。

2.温湿度表调试方法

在温湿度表检定过程中，为进一步提高温湿度表精度，本文引进相对误差自动化分析的方式，设计温湿度表调试方法，具体内容，如下文所述。

2.1 选定温湿度表自动化调试点位

本文通过选定温湿度表自动化调试点位，为调试温湿度表提供基础点位支持[5]。本文将温湿度表的调试点位选取分为两种情况：对基本量程的温湿度表，选择温湿度表基本量程，温度范围为-260℃至600℃左右，湿度范围为20%-80%，作为自动化调试点位；对非基本量程的温湿度表，选择100%作为调试点位。在此基础上，通过相对误差自动化分析该点位的输出温度、湿度有效值，确定该点位调试时间的准确度。

2.2 计算温湿度表调试相对误差

在选定温湿度表自动化调试点位，本文主要针对其自动化分析相对误差展开计算。通过示波器显示出温湿度表自动化分析点位输出端的温度以及湿度，并读取调试时间，计算调试时间误差。设调试时间误差为γ，则有公式（5）。

公式（5）中，T指的是试验台输出调试时间，单位为min；S指的是实测试验台输出调试时间，单位为min。通过公式（5）得出调试时间误差，并测量温湿度表的温度示值以及湿度示值。为确定温湿度表自动化分析点位输出电流有效值相对误差，本文将温度、湿度传感器串入试验台输出回路，利用温度、湿度传感器将温度、湿度转换为具体数值，在示波器上得到数值变化曲线，计算温湿度表自动化分析点位输出调试有效值[6]。设其目标函数为Un，可得公式（6）。

公式（6）中，K指的是温度、湿度传感器变比，单位为Mv/A；I指的是试验台显示输出调试有效值。根据公式（6）输出调试有效值计算公式可推导出温湿度表调试相对误差的计算公式。设其目标函数为，可得公式（7）。

通过公式（7），可以得出温湿度表调试相对误差，试验台显示输出调试有效值越大，则温湿度表自动化分析相对误差越高；反之，相对误差则越小。

2.3 调试温湿度表温度与湿度

以上述计算得出的温湿度表调试相对误差为依据，通过精密露点仪的探头，以垂直的方向，调整温湿度表的调节口，将指针恢复到标准值。在实际调试过程中，一定要保证操作的高效性以及精确性，保证其温度与湿度示值能够在最大允许误差范围内，在调试完成后，立即完备检定箱门。以此，实现温湿度表调试。

3.实例分析

3.1 实验准备

构建实例分析，实验对象选择某温湿度表，其具体参数，如表1 所示。

表1 温湿度表参数设置

结合表1 所示，为本次实例分析选用的温湿度表具体参数。在此基础上，首先，使用本文设计调试方法调试温湿度表，通过MATALB 测试调试波特率，并记录，将其设为实验组；再使用传统调试方法调试温湿度表，同样通过MATALB 测试调试波特率，并记录，将其设为对照组。由此可见，本次实验主要内容为测试两种方法的调试波特率，调试波特率数值越高证明该技术的调试效率越高，记录实验数据。

3.2 实验结果与分析

整理实验数据，如表2 所示。

表2 调试波特率对比表

通过表2 可知，本文设计的调试方法调试波特率明显高于对照组。由此可见，本文设计调试方法更具有推广价值。

4.结语

本文通过实例分析的方式，证明了设计调试方法在实际应用中的适用性，以此为依据，证明此次优化设计的必要性。因此，有理由相信通过本文设计，能够解决传统温湿度表检定中存在的误差高的缺陷。但本文同样存在不足之处，主要表现为未对本次调试波特率测定结果的精密度与准确度进行检验，进一步提高调试波特率测定结果的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对温湿度表的优化设计提出深入研究，以此为提高温湿度表的质量提供建议。