[发明专利]一种湿度传感器响应与恢复时间测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种湿度传感器响应与恢复时间测量装置及方法，测量装置包括外箱体、内箱体、湿度发生装置及湿度补偿装置，内箱体内设置有驱动组件和测试支架，内箱体的侧壁上开设有天窗，驱动组件带动测试支架从天窗进出内箱体和外箱体；湿度发生装置通过管路分别与内箱体和外箱体连通，在管路上设置控制开关的电磁阀，湿度补偿装置通过带湿度补偿的PI D算法输出调制的PWM，调节电磁阀的开断频率，湿度补偿装置在测试支架进出内、外箱体时，对内、外箱体的湿度进行实时补偿控制；在测量方法中，采用上述装置完成测量后，还结合了响应时间补偿公式，得到理想化的响应与恢复时间。

技术领域

本发明涉及传感器检测设备技术领域，尤其是指一种湿度传感器响应与恢复时间测量装置及方法。

背景技术

湿度传感器是一种基于敏感元件将环境湿度信息转化为电信号的检测装置，广泛应用于工业生产、农业种植、医疗监控、食品贮藏等环节的湿度监控。随着物联网等产业的迅猛发展，湿度传感器作为需求量最大的底层传感元件之一，全球年消费量逐年攀升。响应与恢复时间是湿度传感器的一项重要指标参数，在一些特殊应用领域，如医疗设备中的呼吸实时监测应用中，被检测湿度通常快速变化，通常要求湿度传感器的响应与恢复与恢复时间在5秒以内，因此为了检验生产的湿度传感器响应与恢复时间是否达标，就必须精确测量湿度传感器的响应与恢复时间。

湿度传感器的响应与恢复时间定义为在一定温度下，当相对湿度发生跃变一定量时，湿敏元件电参量达到稳态变化量的规定比例(常用63％和90％)所需的时间，也可称为时间常数，它反映了湿度传感器对于湿度变化时反应速度的快慢程度。随着湿度传感器研发技术的进步，部分商用湿度传感器响应与恢复时间已低于8秒。传统的温湿度试验箱因为内部空间较大，湿度控制装置无法在极短的时间内完成箱内环境相对湿度的跃变，此外，还有手动将湿度传感器迅速取出实现湿度跃变的响应与恢复时间测试方法，该方法操作过程难以统一且引入的噪声会产生测量误差。因此，自动、精确地测量湿度传感器响应与恢复时间成为了研发和生产中亟需解决的问题。

现有的湿度传感器响应与恢复时间测量的设备使用真空泵等装置利用测试仓内外压差作用，将湿度发生器产生的高湿度气体迅速转移到测试仓内，实现了湿度传感器的响应与恢复时间测试。在这种测试方法中，测试仓内湿度的阶跃是通过两头电磁阀控制的，由于低湿环境由真空泵运行后使测试仓真空干燥实现，因此该设备只能实现测试仓内低湿到高湿的阶跃，即无法测量湿度传感器的恢复时间，其次，湿度发生器产生的高湿气体在压力差下被吸入测试仓内时，水分子会被相应稀释，测试仓内相对湿度会有一定程度的降低，没有配置相关的补偿算法功能，因此无法实现相应时间的精确测量。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中湿度传感器响应与恢复时间测量装置无法满足响应时间测试的需求的问题，提供一种湿度传感器响应与恢复时间测量装置及方法，该装置能够提供标准化的湿度阶跃变化，并且在湿度阶跃变化的同时对湿度阶跃变化的两边进行湿度补偿；该方法能够对湿度阶跃变化时造成的误差进行响应时间补偿，从而能够实现湿度传感器响应与恢复时间的高精度、理想化的测量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种湿度传感器响应与恢复时间测量装置，包括外箱体、内箱体、湿度发生装置及湿度补偿装置，所述内箱体设置在外箱体内，所述内箱体内设置有驱动组件和用于放置待测传感器的测试支架，所述内箱体的侧壁上开设有天窗，所述驱动组件带动测试支架从所述天窗进出所述内箱体和外箱体；所述湿度发生装置通过管路分别与内箱体和外箱体连通，在所述管路上设置控制开关的电磁阀，所述湿度补偿装置通过带湿度补偿的PID算法输出调制的PWM，调节电磁阀的开断频率，所述湿度补偿装置在测试支架进出内、外箱体时，对内、外箱体的湿度进行实时补偿控制；所述内箱体和外箱体内均设置有湿度检测传感器，比较内、外箱体的所述湿度检测传感器的差值确定内、外箱体的湿度阶跃。