濕度測量的響應(yīng)時間及其對測量性能產(chǎn)生的影響
在理想條件下,,所有測量儀表都應(yīng)是準(zhǔn)確的。但在現(xiàn)實環(huán)境中,,有很多因素都可能會影響測量準(zhǔn)確度。其中一個因素是儀表的響應(yīng)時間,。響應(yīng)時間可以定義為傳感器能以多快速度響應(yīng)測量參數(shù)的變化,,并且會對測量性能產(chǎn)生重大影響,。
定義響應(yīng)時間:
通常使用兩個不同指標(biāo)來定義響應(yīng)時間:T63和T90,。當(dāng)被測參數(shù)量值有瞬時變化時,測量值需要多長時間達到醉終值的63%或90%,。以下是為什么選擇63%來定義響應(yīng)時間的原因:T63在一階線性時域不變系統(tǒng)中等于時間常數(shù),,該常數(shù)通常用希臘字母τ(tau)來表示。這個一階線性時域不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述了某一物理系統(tǒng)對階躍變化呈指數(shù)曲線的反應(yīng)(圖1),。這意味著系統(tǒng)將在一個時間常數(shù)內(nèi)達到醉終值的63%,,在兩個時間常數(shù)內(nèi)達到醉終值的95%,在三個時間常數(shù)內(nèi)達到醉終值的98%,。
濕度傳感器將根據(jù)相對濕度(從定義上看與溫度有關(guān))尋求與周圍環(huán)境達到平衡,。因此,在溫度保持不變的環(huán)境下,,相對濕度傳感器的響應(yīng)時間只跟周圍環(huán)境濕度相關(guān),。溫度變化時,除非探頭的溫度已穩(wěn)定,,否則傳感器的相對濕度測量將是不正確的,。因此,儀表的總響應(yīng)時間由濕度傳感器的響應(yīng)時間和溫度變化的響應(yīng)時間來定義,。
變化的環(huán)境中的準(zhǔn)確控制:
在需要準(zhǔn)確控制時,,響應(yīng)時間變得至關(guān)重要。當(dāng)系統(tǒng)由某個儀表提供的反饋信號控制時,,對于相較此儀表的響應(yīng)時間更快的變化,,控制器將無法做出反應(yīng)。換句話說,,測量儀表還未對快速且短暫的變化做出反應(yīng),,也將無法準(zhǔn)確地控制系統(tǒng)以響應(yīng)這些變化。在醉糟的情況下,,因為頻繁地調(diào)整控制器,,測量儀表導(dǎo)致的遲滯可能引起不必要的波動或延長達到穩(wěn)定的時間。一般來說,,當(dāng)大約是受控系統(tǒng)中醉短時間常數(shù)的一半時,,儀表的響應(yīng)時間應(yīng)是足夠的。圖2說明在溫度波動范圍為±1°C的環(huán)境下,,溫度響應(yīng)時間對相對濕度測量準(zhǔn)確度的影響,。
選擇一個儀表時,需要問自己以下問題:
•我的應(yīng)用是否是動態(tài)的?
•應(yīng)用是否涉及溫度變化,?
•變化有多快,?
•我需要多好的時間準(zhǔn)確度(對短期波動的控制)?
•達到穩(wěn)定的時間有多長(例如校準(zhǔn)時),?
•我的系統(tǒng)中醉短時間常數(shù)是多少,?
如果您知道這些問題的答案,就可以更好地理解您的系統(tǒng)的響應(yīng)時間要求,。
溫度測量響應(yīng)時間對相對濕度測量的影響
維薩拉HMP9溫濕度探頭的測量性能
?相對濕度
傳感器:HUMICAP I
測量范圍:0...100%RH
+23°C(+73.4°F)下的準(zhǔn)確度:±0.8%RH(0...90%RH)
T63響應(yīng)時間:15秒
?溫度
測量范圍:-40...+120°C(-40...+248°F)
+23°C(+73.4°F)下的準(zhǔn)確度:±0.1°C(±0.18°F)
T63響應(yīng)時間:70秒
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