CN107806904A - 壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，它包括安装在墙体上的底壳、设置在底壳内的PCB线路板，PCB线路板上设置有温湿度测量点，在该温湿度测量点处连接有温湿度传感器，外壳和PCB线路板上均开设有变送器接线孔，PCB线路板上设置有辅助温湿度测量点，在该辅助温湿度测量点处连接有辅助温湿度传感器，温湿度测量点位于PCB线路板的与变送器接线孔所在一侧相对的另一侧，辅助温湿度测量点位于PCB线路板上变送器接线孔的边缘处。本发明通过在产品内部增加一个辅助温湿度测量点，跟温湿度测量点的测量值进行比较修正，补偿输出，可实时对温湿度进行补偿，测试准确度高。

Description

壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法

技术领域

本发明涉及一种壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，属于传感器领域。

背景技术

壁挂式温湿度变送器属于温湿度变送器的一种，现有的壁挂式温湿度变送器由外壳、线路板、电源、温湿度传感器及其他元器件组成，其采用的壁挂式方式安装在墙体上更加节省空间，因此被广泛应用于诸如图书馆、档案馆、生产车间、药房、通讯机房、洁净厂房、智能楼宇、电信基站等环境。但由于应用的场合不同，变送器安装的墙体会存在有冷源或者热源的情况，这会导致安装墙体与待测环境存在温湿度差异，这种差异会通过空间辐射及热传递的方式影响温湿度传感器，造成变送器测量偏差。

目前，常用的减小此类测量偏差的方法有：

一、安装方式，尽可能的使变送器远离与被测环境有偏差的墙体，但这种方法就违背了壁挂式变送器的设计初衷节省空间；

二、软件方式，在温湿度变送器出厂后采用默认补偿值或在产品安装完成后现场修改产品补偿值，但这些方法无法完全避免影响。例如，温湿度变送器出厂时所设定的温湿度补偿值的实质是厂家在变送器出厂时会模拟现场环境对变送器的温湿度影响进行大量的测试，从这些测试的差异值提取出一个经验值，变送器在进行温湿度测量加上经验值实现对温湿度测量值温湿度补偿的效果，但是这种方法在安装墙体的环境达到平衡时表现是正常的，而安装墙体湿热环境一般属于动态变化，这样固定的温湿度补偿值就会造成大的测量误差；对于现场修改默认补偿值的方案首先需要专业人员调整，会增加工作量及产品成本，也无法解决安装墙体湿热环境变化带来的误差，实时性及测试准确度都很低。

发明内容

本发明的目的是提供一种壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，解决现有的壁挂式温湿度变送器在安装墙体湿热补偿方法准确度低、实施性差、墙体的湿热环境发生变化时无法实时调整补偿等缺点。

本发明提出的一种技术方案：壁挂式温湿度变送器，它包括安装在墙体上的底壳、设置在底壳内的PCB线路板，PCB线路板上设置有温湿度测量点，在该温湿度测量点处连接有温湿度传感器，外壳和PCB线路板上均开设有变送器接线孔，PCB线路板上设置有辅助温湿度测量点，在该辅助温湿度测量点处连接有辅助温湿度传感器，温湿度测量点位于PCB线路板的与变送器接线孔所在一侧相对的另一侧，辅助温湿度测量点位于PCB线路板上变送器接线孔的边缘处。

进一步地，辅助温湿度测量点与变送器接线孔之间的距离小于5mm。

进一步地，温湿度测量点与变送器接线孔之间的距离大于20mm，与PCB线路板外边缘之间的距离大于2mm，该外边缘是指PCB线路板的与温湿度测量点的最近的一条外边缘。

进一步地，辅助温湿度测量点位于变送器接线孔边缘的远离温湿度测量点处。

更进一步地，辅助温湿度测量点与温湿度测量点之间的距离大于15mm。

进一步地，壁挂式温湿度变送器还包括上壳，该上壳与底壳连接并形成一腔体，PCB线路板设置在该腔体内。

更进一步地，PCB线路板上还集成有处理器、通讯芯片、数据线接口，温湿度传感器和辅助温湿度传感器分别与处理器相连接，处理器、通讯芯片、数据线接口依次连接。

更进一步地，上壳上设置有功能按键和显示屏，功能按键和显示屏分别与处理器相连接。

本发明还提供了另一种技术方案：基于上述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体温度补偿方法：设辅助温湿度测量点处测量温度为T₁，T₁表示安装墙体的温度，设温湿度测量点处测量温度为T_s，设被测环境真实温度为T，则温湿度测量点与辅助温湿度测量点之间温差为：

Δt＝T₁-T_s (1)；

被测环境真实温度T与Δt之间，满足函数：

T＝f(Δt)≈K×Δt+A (2)，

其中K、A为常量，通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出；

由式(1)和(2)求得被测环境真实温度为：

T＝K×(T₁-T_s)+A (3)。

本发明还提供了一种技术方案：基于上述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体湿度补偿方法：设辅助温湿度测量点处测量湿度为RH₁，RH₁表示安装墙体的湿度，设温湿度测量点处测量湿度为RH_S，设被测环境真实湿度为RH，则温湿度测量点与辅助温湿度测量点之间湿度差为：

ΔRH＝RH₁-RH_s (4)；

被测环境真实湿度RH与ΔRH之间，满足函数：

RH＝f(ΔRH)≈K′×ΔRH+A′ (5)，

其中K′、A′为常量，通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出；

由式(4)和(5)求得被测环境真实湿度为：

RH＝K′×(RH₁-RH_S)+A′ (6)。

由于采用以上技术方案，本发明壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，通过在产品内部增加一个辅助温湿度测量点，跟温湿度测量点的测量值进行比较修正，从而对温湿度传感器的测试值进行补偿输出，更接近被测环境的真实值，达到补偿墙体湿热对变送器环境测量的效果，在安装墙体湿热环境处于动态变化时可实时对温湿度进行补偿，测试准确度高，解决现有壁挂式温湿度变送器对安装墙体湿热补偿方法存在的准确度低、实施性差、不能实时对温湿度进行补偿等不足。本发明壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，在实施过程中，无需额外调试，适用于各类型安装墙体环境。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明中壁挂式温湿度变送器的结构示意图；

其中：

1、底壳；2、PCB线路板；3、变送器接线孔；4、温湿度传感器；5、辅助温湿度传感器；6、墙体；WS、温湿度测量点；WS1、辅助温湿度测量点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参考附图1，本实施例提供了一种壁挂式温湿度变送器，它包括安装在墙体6上的底壳1、设置在底壳1内的PCB线路板2，外壳1和PCB线路板2上均开设有变送器接线孔3。

PCB线路板2上设置有温湿度测量点WS，在该温湿度测量点WS处连接有温湿度传感器4。由于变送器接线孔3的存在，变送器接线孔3附近的温湿度更接近墙体6的温湿度，而非实际被测环境的真实温湿度，所以在PCB线路板2设计时，应保证温湿度测量点WS远离变送器接线孔3，以减少墙体6的湿热带来的部分测量误差。如附图1所示，温湿度测量点WS位于PCB线路板2的与变送器接线孔3所在一侧相对的另一侧。优选地，温湿度测量点WS与变送器接线孔4之间的距离大于20mm，与PCB线路板2外边缘之间的距离大于2mm。

PCB线路板2上还设置有辅助温湿度测量点WS1，在该辅助温湿度测量点WS1处连接有辅助温湿度传感器5。由于上文所提及的原因，辅助温湿度测量点WS1位于PCB线路板1上变送器接线孔3的边缘处，以使辅助温湿度测量点WS1测得的温湿度更接近墙体1的温湿度。优选地，辅助温湿度测量点WS1与变送器接线孔3之间的距离小于5mm。

在一种更为优选的实施方案中，辅助温湿度测量点WS1位于变送器接线孔3边缘的远离温湿度测量点WS处。在实际应用中，根据PCB线路板2的实际设计情况，同时综合考虑温湿度变送器中其他部件的设置情况，在保证辅助温湿度测量点WS1位于变送器接线孔3边缘的前提下，使辅助温湿度测量点WS1尽量远离温湿度测量点WS。本实施例中，辅助温湿度测量点WS1与温湿度测量点WS之间的距离大于15mm。

本实施例中的壁挂式温湿度变送器还包括上壳，该上壳与底壳连接并形成一腔体，PCB线路板2设置在该腔体内。PCB线路板2上还集成有处理器、通讯芯片、数据线接口，温湿度传感器和辅助温湿度传感器分别与处理器相连接，处理器、通讯芯片、数据线接口依次连接。上壳上设置有功能按键和显示屏，功能按键和显示屏分别与处理器相连接。需要说明的是，本段中所提及的部件，由于不是本申请的发明要点，因此在附图中未画出。

本实施例还提供了一种基于上述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体温度补偿方法：设辅助温湿度测量点WS1处测量温度为T₁，由于辅助温湿度测量点WS1设计在变送器接线孔3的边缘处，因此T₁近似等于墙体温度，所以T₁表示安装墙体的温度。设温湿度测量点WS处测量温度为T_s，设被测环境真实温度为T，则温湿度测量点WS与辅助温湿度测量点WS1之间温差为：

Δt＝T₁-T_s (1)。

又由于温湿度变送器空间固定，外界因素对其内部影响相对一致，辅助温湿度测量点WS1与温湿度测量点WS之间的相对位置固定，因此被测环境真实温度T与Δt之间满足函数关系式：

T＝f(Δt)≈K×Δt+A (2)，

其中K、A为常量，可以通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出。

由式(1)和(2)求得被测环境真实温度为：

T＝K×(T₁-T_s)+A (3)。

本发明还提供了一种基于上述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体湿度补偿方法：设辅助温湿度测量点WS1处测量湿度为RH₁，由于辅助温湿度测量点WS1设计在变送器接线孔3的边缘处，因此RH₁近似等于墙体湿度，所以RH₁表示安装墙体的湿度，设温湿度测量点WS处测量湿度为RH_S，设被测环境真实湿度为RH，则温湿度测量点WS与辅助温湿度测量点WS1之间湿度差为：

ΔRH＝RH₁-RH_s (4)；

又由于温湿度变送器空间固定，外界因素对其内部影响相对一致，辅助温湿度测量点WS1与温湿度测量点WS之间的相对位置固定，因此被测环境真实湿度RH与ΔRH之间满足函数关系式：

RH＝f(ΔRH)≈K′×ΔRH+A′ (5)，

其中K′、A′为常量，可以通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出；

由式(4)和(5)求得被测环境真实湿度为：

RH＝K′×(RH₁-RH_s)+A′ (6)。

本壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，通过在产品内部增加一个辅助温湿度测量点，跟温湿度测量点的测量值进行比较修正，从而对温湿度传感器的测试值进行补偿输出，更接近被测环境的真实值，达到补偿墙体湿热对变送器环境测量的效果，在安装墙体湿热环境处于动态变化时可实时对温湿度进行补偿，测试准确度高，解决现有壁挂式温湿度变送器对安装墙体湿热补偿方法存在的准确度低、实施性差、不能实时对温湿度进行补偿等不足。本发明壁挂式温湿度变送器及安装墙体温湿度补偿方法，在实施过程中，无需额外调试，适用于各类型安装墙体环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种壁挂式温湿度变送器，它包括安装在墙体上的底壳、设置在所述底壳内的PCB线路板，所述PCB线路板上设置有温湿度测量点，在该温湿度测量点处连接有温湿度传感器，所述的外壳和PCB线路板上均开设有变送器接线孔，其特征在于：所述PCB线路板上设置有辅助温湿度测量点，在该辅助温湿度测量点处连接有辅助温湿度传感器，所述温湿度测量点位于PCB线路板的与所述变送器接线孔所在一侧相对的另一侧，所述辅助温湿度测量点位于PCB线路板上所述变送器接线孔的边缘处。

2.根据权利要求1所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的辅助温湿度测量点位于变送器接线孔边缘的远离所述温湿度测量点处。

3.根据权利要求1所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的辅助温湿度测量点与所述变送器接线孔之间的距离小于5mm。

4.根据权利要求1所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的温湿度测量点与所述变送器接线孔之间的距离大于20mm，与所述PCB线路板外边缘之间的距离大于2mm。

5.根据权利要求2所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的辅助温湿度测量点与所述温湿度测量点之间的距离大于15mm。

6.根据权利要求1所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：还包括上壳，该上壳与所述底壳连接并形成一腔体，所述的PCB线路板设置在该腔体内。

7.根据权利要求6所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的PCB线路板上还集成有处理器、通讯芯片、数据线接口，所述的温湿度传感器和辅助温湿度传感器分别与所述处理器相连接，所述处理器、通讯芯片、数据线接口依次连接。

8.根据权利要求7所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于：所述的上壳上设置有功能按键和显示屏，所述的功能按键和显示屏分别与所述处理器相连接。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体温度补偿方法，其特征在于：设所述辅助温湿度测量点处测量温度为T₁，T₁表示安装墙体的温度，设所述温湿度测量点处测量温度为T_s，设被测环境真实温度为T，则温湿度测量点与辅助温湿度测量点之间温差为：

Δt＝T₁-T_s (1)；

被测环境真实温度T与Δt之间，满足函数：

T＝f(Δt)≈K×Δt+A (2)，

其中K、A为常量，通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出；由式(1)和(2)求得被测环境真实温度为：

T＝K×(T₁-T_s)+A (3)。

10.一种基于权利要求1-8中任一项所述的壁挂式温湿度变送器的安装墙体湿度补偿方法，其特征在于：设所述辅助温湿度测量点处测量湿度为RH₁，RH₁表示安装墙体的湿度，设所述温湿度测量点处测量湿度为RH_s，设被测环境真实湿度为RH，则温湿度测量点与辅助温湿度测量点之间湿度差为：

ΔRH＝RH₁-RH_s (4)；

被测环境真实湿度RH与ΔRH之间，满足函数：

RH＝f(ΔRH)≈K′×ΔRH+A′ (5)，

其中K′、A′为常量，通过在标准环境下模拟实际被测环境差异归纳总结得出；由式(4)和(5)求得被测环境真实湿度为：

RH＝K′×(RH₁-RH_s)+A′ (6)。