Быстрый поиск

Учебное пособие: Сертификация систем обеспечения микроклимата

Наименование характеристики	Значение
Диапазон измерений относительной влажности, %	10–98
Основная абсолютная погрешность при t=20±5°С	±5%
Дополнительная погрешность измерения относительной влажности при изменении температуры воздуха от нормальной (20±5°С) в пределах 10–40°С на каждые 10 °С не более	±5%
Диапазон измерений температуры, °С	0–50
Основная абсолютная погрешность при t=20±5°С	±0,5°С
Дополнительная погрешность при изменении температуры воздуха от нормальной (20±5°С) в пределах 0–50°С на каждые 10 °С не более	±0,5°С

Таблица 7.1

Метрологические характеристики прибора ТКА–ТВ

Относительным недостатком прибора ограничение тепмпературного режима измерений положительными температурами. Метрологические параметры измерителя температуры и влажности приведены в табл. 7.1.

В настоящее время изготавливаются в основном комбинированные приборы для одновременного измерения нескольких параметров микроклимата. Это цифровые приборы, применение которых существенно ускоряет процесс измерения и повышает точность результата при считывании цифровой информации, исключающей ошибку параллакса. Они малогабаритны и легки. Питаются от батареи типа «Крона».

Для измерения температурного режима и относительной влажности воздушной среды используется термогигрометр ИВА–6 (рис. 7.2). Это компактный прибор с простым режимом обслуживания: имеет только две клавиши по числу измеряемых параметров и ЖК–дисплей с четко читаемой информацией.

Термогигрометр ИВА–6А (рис. 7.3) – более совершенный цифровой прибор с высокими метрологическими характеристиками (табл. 7.3). Он обеспечивает в автоматическом режиме измерения с интервалом 1 мин (основной режим) или 2 с по выбору исследователя. В памяти прибора сохраняются минимальное и максимальное значения температуры и относительной влажности за весь период измерения.

Чувствительные элементы относительной влажности и температуры установлены в измерительном преобразователе и защищены от механических повреждений. Прибор выполнен на основе цифровых технологий, мологабаритный с питанием от внутреннего источника типа «Крона».

Блок индикации термогигрометра выполнен на базе микроконтроллера и осуществляет следующие функции:

– измерение частоты сигнала по каналу влажности;

– измерение сопротивления терморезистора;

– вычисление значения температуры;

– вычисление значения относительной влажности;

– температурная коррекция значения относительной влажности;

– вычисление температуры точки росы;

– индикация величины относительной влажности и температуры на жидкокристаллическом дисплее;

– часы и календарь;

– запись измеренных значений влажности и температуры в модуль памяти с заданным интервалом между измерениями;

– фиксация экстремальных значений температуры и влажности, времени и даты этих событий;

- взаимодействие с персональным компьютером.

Таблица 7.2

Метрологические характеристики ИВА–6А

Параметр	Относительная влажность, %	Температура, °С
Диапазон измерений	0 ÷ 98	–40 ÷ +50
Основная абсолютная погрешность в диапазоне 0 ÷ 50°С	± 3,0	± 0,5
Дополнительная абсолютная погрешность при изменении температуры на 10°С	± 1	–
Постоянная времени не более, мин	1,0	2,0

При измерениях преобразователь термогигрометра размещают непосредственно в месте измерения относительной влажности и температуры воздуха, избегая близости предметов, выделяющих тепло (отопительные системы и пр.). Блок индикации термогигрометра держат в руке или размещают на горизонтальной поверхности.

На рис. 7.5 показаны лицевая панель термогигрометра, на которой расположены индикатор и две кнопки: «→» и «↓».

На индикаторе термогигрометра постоянно высвечиваются текущие значения относительной влажности (верхняя строка) и температуры (нижняя строка). Период обновления показаний – 1 минута. При нажатии на любую кнопку термогигрометр переходит в «быстрый» режим измерений и период обновления показаний индикатора уменьшается до 2 с. Через некоторое время период обновления показаний индикатора становится равным 1 минуте.

При необходимости поддерживать термогигрометр в «быстром» режиме измерений длительное время рекомендуется периодически кратковременно нажимать на кнопку «↓» (после нажатия кнопки начинается новый отсчет времени «быстрого» режима измерений).

Если термогигрометр не находится в равновесии с анализируемой средой (в случае изменения температуры или влажности, при перемещении в другое место и т.д.), то считывание значений влажности и температуры осуществляют после того, как показания индикатора термогигрометра примут установившееся значение. Для ускорения процесса установления показаний рекомендуется производить колебательные движения измерительного преобразователя. При этом уменьшается время достижения теплового равновесия сенсоров с окружающей средой за счет их обдува воздухом.

Считывание значений относительной влажности и температуры можно производить только при установившихся показаниях термометра!

Переключение режимов работы термогигрометра осуществляется последовательным нажатием кнопки «→». При этом на дисплее высвечивается указатель напротив надписи на панели термогигрометра, характеризующей текущий режим работы.

Последовательность переключения режимов работы следующая:

1. Индикация минимального значения относительной влажности и соответствующего ему значения температуры. Указатель напротив надписи «RНmin».

2. Индикация максимального значения относительной влажности и соответствующего ему значения температуры. Указатель напротив надписи «RНmax».

3. Индикация минимального значения температуры и соответствующего ему значения относительной влажности. Указатель напротив надписи «Тmin».

4. Индикация максимального значения температуры и соответствующего ему значения относительной влажности. Указатель напротив надписи «Тmax».

5. Индикация интервала записи в модуль памяти. Если модуль памяти не установлен, режим пропускается. Указатель напротив надписи «Интервал записи».

6. Индикация текущего времени и даты. Указатель напротив надписи «Время/Дата».

7. Индикация времени и даты начала периода фиксации экстремальных значений температуры и относительной влажности. Режим сброса экстремальных значений температуры и относительной влажности и начала нового периода фиксации этих значений. Указатель напротив надписи «СБРОС».

8. Индикация текущего значения точки росы и температуры (если этот режим разрешен при конфигурировании). Указатель напротив надписи «°Стр». Если термогигрометр не находится в «быстром» режиме измерений, первое нажатие кнопки «→» игнорируется (при этом начинается «быстрый» режим).

При выборе режима индикации текущего времени и даты после нажатия кнопки «→» на индикаторе высвечивается текущее время. При нажатии кнопки «↓» на индикатор выводится текущая дата: в верхней строке число и месяц, в нижней – год. При последующих нажатиях кнопки «↓» на индикаторе чередуются время и дата. При длительном (более 3 с) нажатии кнопки «↓» термогигрометр переходит в режим установки текущих значений времени и даты. Параметр (часы, минуты, число, месяц или год), значение которого может увеличиваться на единицу при нажатии на кнопку «↓» начинает мигать. Переход к следующему параметру осуществляется нажатием на кнопку «→». После ввода всех параметров на индикаторе высвечивается надпись «ЗАП.». При нажатии кнопки «↓» в этом состоянии происходит запись введенных значений текущего времени и даты.

Время достижения экстремального значения влажности или температуры выводится на индикатор в режиме индикации соответствующего экстремального значения после нажатия на кнопку «↓». После второго нажатия на эту кнопку на индикатор выводится дата этого события.

Отличительная особенность данного термогигрометра – возможность подключения внешнего модуля памяти и обработка результатов на персональной ЭВМ. На рис. 7.5 приведен график изменения температуры во времени. Продолжительность регистрации исследуемых параметров во внешней памяти зависит от интервала снятия показаний и при 1 мин составляет 14 суток.

7.2 Метеометр МЭС–200

Наиболее совершенным прибором для измерения параметров воздушной среды является метеометр МЭС–200А (рис. 7.6).

Таблица 7.3

Основная абсолютная погрешность измерений

Наименование и

тип щупа

Измеряемые

параметры

Диапазон

измерения

Предел допускаемой

абсолютной основной

погрешности, Δ0

Щуп

измерительный Щ–1

Давление

от 80

до 110 кПа;

±0,3 кПа (±2,3 мм рт. ст.) при температуре 0 ÷ –60°С;

± 1,0 кПа (±7,6 мм рт. ст.) при температуре

от минус 20 до 0°С;

Относительная влажность

от 0 до 98%;

±3,0% при температуре (25±5)°С;

Температура

от минус 40 до 85°С;

±0,2°С в диапазоне от минус 10 до 50°С;

±0,5°С в диапазоне от минус 40 до минус 10 и от 50 до 85°С;

Cкорость

от 0,1 до 20 м/с

ΔV1=±(0,05+0,05VX) м/с

в диапазоне от 0,1 до 0,5 м/с;

ΔV2 = ±(0,1+0,05VX ) м/с

в диапазоне от 0,5 до 2 м/с;

ΔV3= ± (0,5+0,05VX) м/с

в диапазоне от 2 до 20 м/с.

Щуп измерительный температуры черного шара

Щ–2

Температура

от минус 40 до 85°С

±0,2°С в диапазоне от минус 10 до 50°С;

±0,5°С в диапазоне от минус 40 до минус 10°С и от 50 до 85°С;

Температура влажного

термометра (вычисляется)

от 0 до 50°С;

± 0,2°С

ТНС–индекс (вычисляется)

от 0 до 45°С

±0,2°С

VX – измеренное значение скорости воздушного потока, м/с.

Кроме температуры, скорости движения, относительной влажности и ТНС–индекса он пригоден для измерения концентрации вредных газов (со специальными щупами). Этот прибор может использоваться как в качестве портативного, так и в составе систем сбора данных в качестве датчика перечисленных выше величин со стандартными каналами связи RS–232С и RS –485.

Питание МЭС–200А осуществляется от блока аккумуляторов напряжением 4,8 В или от внешнего источника электропитания напряжением 12 В и током 0,25 А.

Прибор обладает высокими метрологическими свойствами (табл. 7.3). Предел допускаемого значения дополнительной погрешностей измерения относительной влажности на каждые 10°С в диапазоне температур от 10 до 40 °С не превышает 1%.

Предел допускаемого значения дополнительной погрешности измерения скорости воздушного потока на каждые 10°С в диапазоне температур от –40 до +60 °С не превышает значения основной абсолютной погрешности.

Дополнительная погрешность МЭС–200А, вызванная изменением напряжения питания в пределах (4,8 ± 0,48) В, не более 0,2 основной. Время прогрева МЭС–200А не превышает 5 мин.

Время непрерывной работы МЭС–200А от блока аккумуляторов не менее, ч:

– во всех режимах, кроме режима измерения скорости воздушного потока – 12;

– в режиме измерения скорости воздушного потока – 5.

Составные части МЭС–200А предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

– блок электроники при температуре от –20 до +60°С и относительной влажности окружающего воздуха до 95% при температуре 35°С;

– щуп Щ–1 для измерения давления, относительной влажности, температуры и скорости воздушного потока при температуре от –40 до +85°С и относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре 35°С;

– щуп измерительный температуры черного шара Щ–2 при температуре от –40 до +85°С и относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре 35°С.

7.3 Устройство и работа метеометра МЭС–200А

Датчик скорости воздушного потока – платиновый терморезистор, подогреваемый стабилизированным током до температуры (200 – 250) °С. В зависимости от скорости воздушного потока меняется степень охлаждения терморезистора и падение напряжения на нем, которое и является мерой скорости воздушного потока.

В качестве датчика температуры используется платиновый терморезистор с нормирующим усилителем.

Датчика влажности – функционально законченный сенсор влажности с нормированным выходным напряжением от 0,8 до 4,2 В с высокой степенью линейности выходного напряжения от относительной влажности.

Интегральный показатель ТНС–индекс определяется автоматически на основе величин температуры смоченного термометра (ТВЛ) и температуры внутри зачерненного шара (ТШ):

ТНС = (0,7ТВЛ +0,3ТШ), °С.

Температура внутри черного шара ТШ измеряется с помощью щупа Щ–2, помещаемого в центр черного полого шара. ТШ отражает влияние температуры воздуха, температуры поверхностей и скорости движения воздуха.

Температура ТВЛ автоматически вычисляется на основании результатов измерения с помощью щупа Щ–1 температуры и влажности воздуха в окружающей среде.