高精度環境溫度、相對濕度測量儀的研制
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上述溫度測量方法中，KT、V0參數是影響溫度測量精度的主要因素，適當地調整KT、V0參數可實現儀表溫度測量精度的校正。 具體方法如下：
用其它更高精度標準測溫儀測量環境溫度T1，輸入本儀表，ADuC812單片機同時記錄下相應的A/D轉換的數字量V1。當環境溫度從T1變化到T2時，重復以上過程，ADuC812單片機同時記錄下相應的A/D轉換的數字量V2。為保證校準精度，環境溫度應在25℃左右變化，并且變化的范圍盡可能大一些。儀表的應用軟件根據公式：KT=（T1-T2）/（V1-V2）和V0=VT1-T1/KT計算出KT和V0 的值，并存儲在ADuC812單片機的EEPROM數據存儲器中，既完成該儀表的溫度測量精度的校正。儀表的應用軟件系統配置有專用的服務子程序完成此項工作，僅需按儀表的LCD顯示器的提示完成有關操作。
儀表在出廠前或使用中溫度測量精度均采用上述方法進行校正。經過精度的校正，溫度測量誤差小于1℃，分辨力小于0.1℃。
2.2 相對濕度測量及其精度調整方法
相對濕度測量電路是由NE555和濕度傳感器THS1101構成的振蕩器組成，其特點是測量范圍大，長期穩定性好，響應時間短，溫度系數低，線性度較好，體積小。
實驗得出振蕩電路的輸出頻率（f）與環境溫度（T）的關系曲線，如圖2所示。在環境相對濕度不變的條件下，它們是近似的線性關系，忽略非線性誤差不影響測量的精度；在不同環境相對濕度的條件下，頻率的溫度補償系數是不同的，相對濕度為X%RH時振蕩頻率）的溫度補償系數（ΔfRHX）與相對濕度為0%RH時振蕩頻率的溫度補償系數（Δf RH0）的關系為：
ΔfRHX=Δf RH0· (fRH/fRH0) （4）
式中Δf RH0的值為297/65（Hz/℃）；fRH0是溫度為0℃時相對濕度為0%RH的振蕩頻率，其值為7588（Hz）；fRHX是溫度為0℃時相對濕度為X%RH的振蕩頻率。
相對濕度測量的程序流程如圖4所示。振蕩頻率的測量是由應用軟件系統的時間中斷服務程序完成的，它總是把當前的頻率值保存在AduC812單片機的片內數據RAM中。具體的相對濕度測量方法如下：
測量程序首先直接讀取當前的頻率值（f），接著測量環境溫度T，然后對頻率值（f）進行溫度補償，溫度補償后的頻率值fT = f +(25－T) ·Δf RH0· (fRH/fRH0)；最后對頻率fT進行線性化處理，計算出環境的相對濕度，結束一次測量過程。
為了便于軟件線性化處理，我們把圖3 所示的關系曲線上的10個點的相鄰兩點用直線連接，形成一條新的曲線，該曲線與實際曲線幾乎重合在一起。采用該曲線進行軟件線性化處理，產生的非線性誤差不影響相對濕度的測量精度。該曲線與Δf RH0、fRH0存儲在ADuC812單片機的片內數據EEPROM中，用于振蕩頻率（f）的溫度補償與線性化處理。
在環境的相對濕度為0%RH時進入本儀表的相對濕度測量精度的校正服務子程序，改變環境溫度，服務子程序自動完成相對濕度測量精度的校準。為保證校準精度，環境溫度應在25℃左右變化，并且變化的范圍盡可能大一些。在相對濕度測量精度的校正之前，必須先進行溫度測量精度的校正，因為相對濕度測量精度的校正的精確依賴于儀表測量環境溫度的準確度。其原理類似于環境溫度的校準。
儀表在出廠前或使用中相對濕度測量精度均采用上述方法進行校正。經過校正，相對濕度的測量精度在20% RH—80%RH范圍可達1% RH以上，在0% RH—100%RH范圍可達2% RH以上。相對濕度的分辨力為0.1℅RH。
3 結束語
本文提出的實現溫度和相對濕度測量精度校正的軟件方法，具有實現簡單，調整方便，在同類儀表的開發中具有廣闊的應用前景，特別適合于在工業加工的精密測試中心以及對加工材料的存放有較高要求的環境中使用，還可以應用于居住環境的監測。
實驗結果表明：通過采用軟件的方法對影響溫度和相對濕度測量精度的參數的精確校正，可以實現對溫度、相對濕度測量的高精度測量，而且校正方便。
本儀表經過近一年的使用，性能穩定可靠，測量精度高，智能化程度高，使用簡便，性能價格比高，受到了用戶的普遍歡迎。(end)
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