壁掛式溫濕度變送器及自發熱溫濕度補償方法

今天為大家介紹一項國家發明授權專利——壁掛式溫濕度變送器及自發熱溫濕度補償方法。該專利由寶力馬（蘇州）傳感技術有限公司申請，并于2018年2月9日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及一種壁掛式溫濕度變送器及自發熱溫濕度補償方法，屬于傳感器領域。

發明背景

溫濕度變送器是一種直接測量當前環境下溫度及濕度的儀器，被廣泛地應用于工業、化工、船舶、電力、電子、家居、建筑等多個行業當中。壁掛式溫濕度變送器作為溫濕度變送器的一個分支，其采用壁掛的安裝方式更加節省空間?，F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。由于是電子產品，變送器的內部元器件存在自發熱現象，產品的功率越高，元器件自發熱越嚴重，對溫濕度傳感器的影響越大，這對溫濕度變送器來講是不利的因素，因為溫濕度變送器需要將被測環境溫濕度準確測試出來，而產品自身溫升會造成產品測量精度的下降。

目前，常用的減小元件自發熱對測量真實值的影響方法有：一、在產品空間結構上，將溫濕度傳感器遠離發熱元件及在溫濕度傳感器周圍構建隔離槽等方案，但由于溫濕度傳感器通常集中在變送器內部，且變送器在設計時體積會盡可能的小，構建隔離槽雖然能夠有效避免發熱元件通過線路板的熱傳遞，但不能避免發熱元件熱輻射帶來的測量誤差；二、在軟件上，溫濕度變送器出廠后采用固定值補償或在產品安裝完成后現場校準產品補償值，但這些方法無法完全避免自發熱的影響，其造成的溫度誤差能夠達到2℃左右，而濕度影響會超過5%RH。

例如，使用固定值補償方式，其實是在變送器出廠時，廠家對其溫濕度變送器的溫濕度誤差進行多次的測試，從多次的測試結果中找到經驗值，并固化到變送器運算電路軟件中。在出廠后實際現場使用時，溫濕度變送器根據實測溫濕度數值加上固定值作為最終值輸出，以達到溫濕度補償的效果，但這種方式在產品內部元件發熱與散熱達到平衡時，最終測試值是正常的，但是如果在產品剛剛上電工作時，發熱元件產生的熱量未傳遞至溫濕度傳感器，產品的測量值就會產生較大的誤差；若采用現場修改補償值的方式，則需要專業人士，大大增加了用工成本及工作量；而且這些溫濕度補償方式無法實時的對溫濕度進行補償，非常不方便。

發明內容

本發明的目的是提供一種壁掛式溫濕度變送器及自發熱溫濕度補償方法，解決現有的壁掛式溫濕度的自發熱補償方法的不足，其易于實現、穩定性高、動態性能好、能夠實時地對溫濕度進行補償。

本發明所采取的技術方案為：壁掛式溫濕度變送器，它包括安裝在墻體上的底殼、設置在底殼內的PCB線路板，PCB線路板上設置有溫濕度測量點，在該溫濕度測量點處連接有溫濕度傳感器，PCB線路板上設置有發熱元件、均勻分布的至少一個輔助測溫點，每個輔助測溫點處連接有一測溫元件，溫濕度測量點位于PCB線路板的發熱元件所在一側相對的另一側，輔助測溫點與發熱元件及溫濕度測量點之間均具有一定的距離。

進一步地，發熱元件設置在PCB線路板的上部，溫濕度測量點設置在PCB線路板的下部。溫濕度測量點與發熱元件分別設置在PCB線路板的相對的兩個對角處。溫濕度測量點與發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量點的最近的一條外邊緣。

輔助測溫點與溫濕度測量點之間的距離大于10mm，與發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線路板設置在該腔體內。PCB線路板上還集成有處理器、通訊芯片、數據線接口，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、數據線接口依次連接。

進一步地，上殼上設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。

本發明所取得有益效果為：本發明壁掛式溫濕度變送器及自發熱溫濕度補償方法，采用增加輔助測溫點的方式對溫濕度進行補償，能夠實時的根據變送器當前的情況通過特定的算法實時計算溫濕度補償，大大提高了溫濕度測量的實時性，其穩定性高、測試準確度高、動態性能好，且僅需在現有變送器上增加均勻分布的輔助測溫點即可，易于實現。