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(dá)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(dá)到醉終值的63%，在兩個時間常數(shù)內(nèi)達(dá)到醉終值的95%，在三個時間常數(shù)內(nèi)達(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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