今天為大家介紹一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利——壁掛式溫濕度變送器及自發(fā)熱溫濕度補(bǔ)償方法。該專利由寶力馬(蘇州)傳感技術(shù)有限公司申請(qǐng)，并于2018年2月9日獲得授權(quán)公告。

內(nèi)容說(shuō)明

本發(fā)明涉及一種壁掛式溫濕度變送器及自發(fā)熱溫濕度補(bǔ)償方法，屬于傳感器領(lǐng)域。

發(fā)明背景

溫濕度變送器是一種直接測(cè)量當(dāng)前環(huán)境下溫度及濕度的儀器，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、化工、船舶、電力、電子、家居、建筑等多個(gè)行業(yè)當(dāng)中。壁掛式溫濕度變送器作為溫濕度變送器的一個(gè)分支，其采用壁掛的安裝方式更加節(jié)省空間。現(xiàn)有壁掛式溫濕度變送器由外殼、線路板、電源、溫濕度傳感器及其他元器件組成。由于是電子產(chǎn)品，變送器的內(nèi)部元器件存在自發(fā)熱現(xiàn)象，產(chǎn)品的功率越高，元器件自發(fā)熱越嚴(yán)重，對(duì)溫濕度傳感器的影響越大，這對(duì)溫濕度變送器來(lái)講是不利的因素，因?yàn)闇貪穸茸兯推餍枰獙⒈粶y(cè)環(huán)境溫濕度準(zhǔn)確測(cè)試出來(lái)，而產(chǎn)品自身溫升會(huì)造成產(chǎn)品測(cè)量精度的下降。

目前，常用的減小元件自發(fā)熱對(duì)測(cè)量真實(shí)值的影響方法有：一、在產(chǎn)品空間結(jié)構(gòu)上，將溫濕度傳感器遠(yuǎn)離發(fā)熱元件及在溫濕度傳感器周圍構(gòu)建隔離槽等方案，但由于溫濕度傳感器通常集中在變送器內(nèi)部，且變送器在設(shè)計(jì)時(shí)體積會(huì)盡可能的小，構(gòu)建隔離槽雖然能夠有效避免發(fā)熱元件通過(guò)線路板的熱傳遞，但不能避免發(fā)熱元件熱輻射帶來(lái)的測(cè)量誤差;二、在軟件上，溫濕度變送器出廠后采用固定值補(bǔ)償或在產(chǎn)品安裝完成后現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)產(chǎn)品補(bǔ)償值，但這些方法無(wú)法完全避免自發(fā)熱的影響，其造成的溫度誤差能夠達(dá)到2℃左右，而濕度影響會(huì)超過(guò)5%RH。

例如，使用固定值補(bǔ)償方式，其實(shí)是在變送器出廠時(shí)，廠家對(duì)其溫濕度變送器的溫濕度誤差進(jìn)行多次的測(cè)試，從多次的測(cè)試結(jié)果中找到經(jīng)驗(yàn)值，并固化到變送器運(yùn)算電路軟件中。在出廠后實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，溫濕度變送器根據(jù)實(shí)測(cè)溫濕度數(shù)值加上固定值作為最終值輸出，以達(dá)到溫濕度補(bǔ)償?shù)男Ч?，但這種方式在產(chǎn)品內(nèi)部元件發(fā)熱與散熱達(dá)到平衡時(shí)，最終測(cè)試值是正常的，但是如果在產(chǎn)品剛剛上電工作時(shí)，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量未傳遞至溫濕度傳感器，產(chǎn)品的測(cè)量值就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差;若采用現(xiàn)場(chǎng)修改補(bǔ)償值的方式，則需要專業(yè)人士，大大增加了用工成本及工作量;而且這些溫濕度補(bǔ)償方式無(wú)法實(shí)時(shí)的對(duì)溫濕度進(jìn)行補(bǔ)償，非常不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種壁掛式溫濕度變送器及自發(fā)熱溫濕度補(bǔ)償方法，解決現(xiàn)有的壁掛式溫濕度的自發(fā)熱補(bǔ)償方法的不足，其易于實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定性高、動(dòng)態(tài)性能好、能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)溫濕度進(jìn)行補(bǔ)償。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：壁掛式溫濕度變送器，它包括安裝在墻體上的底殼、設(shè)置在底殼內(nèi)的PCB線路板，PCB線路板上設(shè)置有溫濕度測(cè)量點(diǎn)，在該溫濕度測(cè)量點(diǎn)處連接有溫濕度傳感器，PCB線路板上設(shè)置有發(fā)熱元件、均勻分布的至少一個(gè)輔助測(cè)溫點(diǎn)，每個(gè)輔助測(cè)溫點(diǎn)處連接有一測(cè)溫元件，溫濕度測(cè)量點(diǎn)位于PCB線路板的發(fā)熱元件所在一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)，輔助測(cè)溫點(diǎn)與發(fā)熱元件及溫濕度測(cè)量點(diǎn)之間均具有一定的距離。

進(jìn)一步地，發(fā)熱元件設(shè)置在PCB線路板的上部，溫濕度測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在PCB線路板的下部。溫濕度測(cè)量點(diǎn)與發(fā)熱元件分別設(shè)置在PCB線路板的相對(duì)的兩個(gè)對(duì)角處。溫濕度測(cè)量點(diǎn)與發(fā)熱元件之間的距離大于30mm，與PCB線路板外邊緣之間的距離大于2mm，該外邊緣是指PCB線路板的與溫濕度測(cè)量點(diǎn)的最近的一條外邊緣。

輔助測(cè)溫點(diǎn)與溫濕度測(cè)量點(diǎn)之間的距離大于10mm，與發(fā)熱元件之間的距離大于10mm。壁掛式溫濕度變送器還包括上殼，該上殼與底殼連接并形成一腔體，PCB線路板設(shè)置在該腔體內(nèi)。PCB線路板上還集成有處理器、通訊芯片、數(shù)據(jù)線接口，溫濕度傳感器和輔助溫濕度傳感器分別與處理器相連接，處理器、通訊芯片、數(shù)據(jù)線接口依次連接。

進(jìn)一步地，上殼上設(shè)置有功能按鍵和顯示屏，功能按鍵和顯示屏分別與處理器相連接。

本發(fā)明所取得有益效果為：本發(fā)明壁掛式溫濕度變送器及自發(fā)熱溫濕度補(bǔ)償方法，采用增加輔助測(cè)溫點(diǎn)的方式對(duì)溫濕度進(jìn)行補(bǔ)償，能夠?qū)崟r(shí)的根據(jù)變送器當(dāng)前的情況通過(guò)特定的算法實(shí)時(shí)計(jì)算溫濕度補(bǔ)償，大大提高了溫濕度測(cè)量的實(shí)時(shí)性，其穩(wěn)定性高、測(cè)試準(zhǔn)確度高、動(dòng)態(tài)性能好，且僅需在現(xiàn)有變送器上增加均勻分布的輔助測(cè)溫點(diǎn)即可，易于實(shí)現(xiàn)。