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湿度センサーを高精度に保つための一般的な方法
日付:2025-04-18読み:4

精度(Accuracy)は測定の精度であり、被測定対象の測定値間の一致距離を指す度、およびその「真の値」に近い程度。実際の用途では、湿度センサーの精度はさまざまな要因の影響を受け、元の値からずれるため、高精度は「一労永逸」ではなく、変化します。

ロドニック(Rotronic)湿度センサは製薬、半導体、暖房、データセンター、気象、農業など、さまざまな業界に広く応用されている。それらは顧客の信頼を得ることができて、すべて自分のあまりにも硬い「能力」に頼って、正確に測定します。しかし、時間が経つにつれて、センサーは異なる要因の影響を受け、ドリフトを測定することになります。ロトニク湿度センサの高精度をどのように応用するか、一緒に検討してみましょう。

認識湿度センサ

ロドニク湿度センサは容量式測定方法を用いて空気中の湿度を測定する。センサ素子は異なる層からなり、主な用途に応じて異なる層が開発されます。

外層テフロン材質で、5ミクロンの小さな穴を持ち、汚染防止の防護層として使用され、生産年、中間ロット番号、センサータイプなど、このセンサーに関する重要な情報が印刷され、最後の4桁の数字は0.1 PF単位の容量を表しています。センサを交換する場合は、交換するセンサにできるだけ高い容量があることを確認する必要があります。そうしないと測定エラーが発生します。

テフロン保護層の下には2つの電極があり、両者の間にポリマーHT-1またはIN-1(吸湿誘電体層)が挿入されており、周囲湿度によって水蒸気を吸収する量が異なり、コンデンサ(湿度センサ)の電気容量が変化するため、湿度を決定することができる。

湿度センサの精度に影響する要因

動作温度範囲、キャリブレーション不正確定性、長期ドリフト、環境汚染物質などの要素は設備の本当の長期性能(測定精度)を決定する上で重要な役割を果たしている。

1.温度範囲内の精度変化

パラメータテーブルの精度仕様は、特定の温度範囲でのみ有効です。例えば、23°Cまたは20°C±5°Cの範囲内の精度は±0.8%rhであり、パラメータの範囲外で機器を使用すると、その精度が低下する可能性がある。これは、相対湿度プローブが温度に敏感であり、その性能が環境温度の変化に影響されるためである。そのため、使用中に温度が校正温度からずれていないか注意しなければ、湿度センサの精度が低下する可能性があります。

ロチャニクの湿度センサーは、広範囲の温度条件下で正確な測定を維持するための自動温度補償機能を持っている。センサはAirChip 3000電子部品を内蔵し、メモリには-100°Cから+200 730 Cの範囲内の温度値に対応する31個のテーブルが保存されている。各テーブルには、0%rhと100%rhの間で1%rhのステップ変化を伴う補償データが含まれています。高精度の温度測定、低消費電力、低自己熱設計と先進的な電子部品を結合して、ロチャニクHygroClipセンサは広い温度範囲で正確な相対湿度と温度測定を実現することができる。

2.潜在的な課題-長期的な変動

電子部品の老化、機械的摩耗、汚染物(ほこり、粒子または化学蒸気)の蓄積などの要素の影響により、センサーの示度は時間の経過とともに変化し、ドリフトを発生する。湿度センサーは「空気呼吸器」に似ているので、環境影響を受けやすい。

ドリフトが3%rhを超えると、Rotronicはセンサーを交換することをお勧めします。センサーの後はドリフトがますます速くなるからです。


清浄な空気中で使用されるロドニク湿度及び温度プローブのドリフトは、年間1%RH未満である。
3.測定のヒステリシス
センサのヒステリシスとは、測定中にセンサ自体の慣性や応答速度などにより測定結果がヒステリシスや遅延する現象を指す。センサーが高湿と高温に長時間さらされると、センサーのヒステリシスが増加し、センサーのヒステリシスが大きすぎると、その測定結果の精度に影響を与える。
精度保証のための一般的な方法
精度測定性能の重要な要素
一、調整
上記で紹介したロドニクHygroClipセンサごとにマイクロコントローラAirChip 3000を内蔵湿度センサに適用して生成された元の湿度データの補正(線形化)を含む2つのテーブル(A 1%とA 2%)が格納されている。各テーブルには、湿度センサの非常に正確な線形化を実現するための101個の値(0~100%rh、ステップ変化1%rh)が含まれています。表A 1%が出荷時のデフォルトです。表A 2%は、ユーザが調整中に生成した追加の補正を保存している。線形化湿度値は、2つのテーブルの対応する補正値を元の湿度値に加算することにより得られるのです。
通常、機器メーカーが推奨する調整値は線形誤差の最小化を目指している確実です。これらの値を調整することで、線形誤差を減らすことができるはずです。

ロドニクの調整点に関する提案:

湿度と温度測定の3点調整により、異なる環境条件下でのセンサの正確な性能を確保することができます。
1.第1の調整点は23°Cと35%rhである:この標準調整点は典型的な環境条件下でセンサの基準精度を高めるために用いられる。この点での調整は、温和な環境で信頼性の高い測定を確実にするのに役立ちます。
2.2つ目の調整点は23°Cと35%rh以上、例えば50%rh-80%rh下:80%rhのような高い湿度レベルでの調整点は、センサーが高い湿度条件下で正確に測定する能力を高めることができる。このステップは、湿度レベルが上昇したときの性能を検証するために重要であり、センサが動作範囲内で正確に維持されることを保証します。

3.3番目の調整点は23°Cと35%rh以下、例えば10%rh-20%rhである:この低湿度調整点は乾燥条件下でのセンサの性能を高めた。20%rh未満の調整は、湿度の小さい環境でもセンサが正確なデータを検出して報告できることが重要です。

この3つの異なる点を使用した調整により、センサの全体的な精度を最適化し、広い湿度範囲で許容差レベルを維持することができます。
正しい湿度センサーを選択し、設置、メンテナンス、校正、調整に良好な実践を運用してこそ、応用においてセンサーの長期測定性能を維持することができる。