作者：杨会兵1,2, 王晓蕾1, 高澜2, 许超3, 张双雨3, 宋海润1
作者单位：1. 国防科技大学气象海洋学院，江苏 南京 211101;
2. 中国人民解放军63611部队，新疆 库尔勒 841000;
3. 北京市国瑞智新技术有限公司，北京 100081
关键词：露点型温湿度传感器;测量误差;响应时间;性能测试与分析
摘要：
该文对研制成功的显微成像式露点型温湿度传感器（以下简称传感器）进行测量误差测试和响应时间测试。在20 ℃和-20 ℃条件下，开展6个湿度测试点2个循环的测量误差测试，测试结果表明：20 ℃条件下，传感器测量性能良好，与湿度发生器相对湿度差在3%以内；-20 ℃条件下，传感器与湿度发生器相对湿度测量值相差较大，且存在一个线性减小的系统误差，反映出传感器低温下测量性能变差。环境温度为20 ℃，在低湿和高湿条件下，分别进行升湿和降湿响应时间测试。测试结果表明：传感器低湿响应时间平均值为91.5 s，高湿响应时间平均值为119 s，尚不能满足实际使用要求。对此，该文分析低温条件下造成传感器性能降低的原因，探讨改善传感器测量性能的方法。
Static test and performance analysis about temperature and humidity sensor by the dew point
YANG Huibing1,2, WANG Xiaolei1, GAO Lan2, XU Chao3, ZHANG Shuangyu3, SONG Hairun1
1. College of Meteorology and Oceanography, National University of Defense Technology, Nanjing 211101, China;
2. Unit 63611 of the PLA, Korla 841000, China;
3. Beijing Guoruizhi New Technology Co., Ltd., Beijing 100081, China
Abstract: This paper carried out the measurement error test and response time test on the successfully developed temperature and humidity sensor by the micro-imaging dew point (hereinafter referred to as the sensor). At 20 ℃ and −20 ℃, 6 humidity measurement points and 2 cycles of measurement error testwere unfolded. The test results show that: at 20 ℃, the sensor has good measurement performance, and the relative humidity difference between the sensor and the humidity generator is within 3%; at −20 ℃, the relative humidity measurement between the sensor and the humidity generator is greatly different, and there is a linearity reduced system error, which reflects the poor performance of the sensor at low temperatures. The ambient temperature was 20 ℃, under low and high humidity conditions, the humidity rise and humidity decrease response time tests were performedrespectively. The test results show that the average low-humidity response time of the sensor is 91.5 s, and the average high-humidity response time is 119 s, which can not meet the actual use requirements. In this regard, this article analyzes the causes of sensor performance degradation under low temperature conditions, and discusses methods to improve sensor measurement performance.
Keywords: temperature and humidity sensor by the dew point;measurement error;response time;performance test and analysis
2020, 46(3):148-153 收稿日期: 2019-10-15;收到修改稿日期: 2019-11-29
基金项目: 国防科技大学“双一流”建设引导专项气象-海洋学科群体系建设子项目(ZXBJGB10)
作者简介: 杨会兵(1994-),男,贵州德江县人,硕士研究生,专业方向为测试计量技术及仪器
参考文献
[1] 赵士伟, 杨健, 程杰, 等. 一种基于图像纹理分析的冷镜式露点仪研制[J]. 中国测试, 2016, 42(5): 79-83
[2] 李英干, 范金鹏. 湿度测量[M]. 北京: 气象出版社, 1990: 200-202.
[3] 赵士伟. 冷镜式露点仪的研制[D].南京： 中国人民解放军理工大学, 2010.
[4] 陈振林. 冷镜式露点仪露霜判别研究[J]. 电子测量与仪器学报, 2001(4): 56-59
[5] 陈榕, 陈振林, 万程亮. 露点仪校准系统测量不确定度分析[J]. 计测技术, 2007(6): 35-36
[6] 军用气象装备定型试验方法：GJB 6556.6 [S]. 北京: 中国人民解放军总装备部, 2008.
[7] 李伟, 贺晓蕾, 齐久成, 等. 气象仪器及测试技术[M]. 北京: 气象出版社, 2010.
[8] 陈晓颖, 王晓蕾, 慕新仓. 军用地面气象仪器与检定[M]. 北京: 解放军出版社, 2003年1月: 204-206.
[9] 王长根. 几种饱和水汽压计算公式的比较[J]. 气象科技资料, 1974(8): 28-29
[10] 王洪, 曹云昌, 郭启云, 赵培涛. 利用探空资料计算水汽压[J]. 气象科技, 2013, 41(5): 847-851
[11] 郭启云, 李峰, 郭凯, 杨荣康. 新型GPS探空仪与业务GTS1-2探空仪对比分析[J]. 气象科技, 2015, 43(1): 59-64+75
[12] JACHOWICZ R, WEREMCZUK J. Sub-cooled water detection in silicon dew point hygrometer[J]. Sensors and Actuators, 2000(85): 75-83
