DE3500839A1 - Measuring instrument for measuring relative humidity - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Meßgerät zur Messung der relativen Feuchte nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. Description The present invention relates to an electrical Measuring device for measuring the relative humidity according to the preamble of the patent claim.
Ein Meßgerät dieser Gattung ist durch die Eu-A- 106345 bekannt.A measuring device of this type is known from Eu-A-106345.
Für die Messung der relativen Feuchte werden unter anderem kapazitive Sensoren verwendet. Diese Sensoren verändern ihre Kapazität in Abhängigkeit von der relativen Feuchte. Jeder Feuchtesensor besitzt eine nicht lineare Kennlinie, wobei vor allem die Bauteil etol eranzen C und G C Werte erhebliche Werte erreichen.For the measurement of the relative humidity, capacitive Sensors used. These sensors change their capacity depending on the relative humidity. Every humidity sensor has a non-linear characteristic, with the component etol erances C and G C values in particular reaching considerable values.
Bei der Herstellung solcher Sensoren ist die Toleranzbreite der Sensordaten außerhalb der von Präzisionsmeßgeräten geforderten Werte. Bei herkömmlichen Meßgeräten werden den Sensoren selektive Bauteile zugeordnet, die dann im Zusammenhang manuell eingestellt werden. Um eine Präzisionsgenauigkeit zu erreichen, müssen die Eichvorgänge an verschiedenen Punkten durchgeführt und wiederholt werden. Diese Vorgänge sind zeitaufwendig und mit persönlichen Einstellfehlern behaftet.When manufacturing such sensors, the tolerance range of the sensor data is outside of the values required by precision measuring devices. With conventional measuring devices selective components are assigned to the sensors, which are then manually connected can be set. In order to achieve precision accuracy, the calibration processes performed and repeated at different points. These operations are Time-consuming and fraught with personal setting errors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein elektrisches Feuchtemeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der Selektierung, Zeit- aufwand und Einstellfehler eliminiert.The object of the present invention is therefore to provide an electrical To create moisture measuring device of the type mentioned above, which eliminates the disadvantages of selection, Time- effort and setting errors eliminated.
Die Aufgabe wird bei einem elektrischen Feuchtemeßgerät der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.In the case of an electrical moisture meter, the task is as follows Type solved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Mit dem erfindungsgemäßen, elektrischen Feuchtemeßgerät ist es möglich, in einem einmaligen Eichablauf die Kennlinie des Sensores aufzunehmen. Zusätzlich können alle vereinbarten Kennlinienpunkte noch geeicht werden. Durch den automatisierten Eichablauf der gesamten Kennlinie werden persönliche Einstellfehler unterbunden.With the electrical moisture measuring device according to the invention, it is possible record the characteristic curve of the sensor in a one-time calibration process. Additionally all agreed characteristic points can still be calibrated. The automated The calibration process for the entire characteristic prevents personal setting errors.
Insbesondere ist eine Umklimatierungszeitdauer gewährleistet. Die Meßgenauigkeit des Gerätes ist damit wesentlich erhöht und zwar nicht nur in dem im wesentlichen interessierenden Bereich, sondern praktisch über den gesamten Meßbereich hinweg. Es ist somit nicht mehr, wie bisher notwendig, die Sensorkennlinie mittels selektiver Bauelemente durch Verändern der Steilheit des linearen Bereiches zu verändern. Weiterhin ist es möglich, einen Sensortausch und Eichvorgang vor Ort vorzunehmen. Es werden hierfür keine selektiven Bauteile benötigt und der Eichvorgang ist ohne Meßgeräte vorzunehmen.In particular, a changeover period is guaranteed. the The measuring accuracy of the device is thus significantly increased, and not only in that essentially the area of interest, but practically over the entire measuring range away. It is therefore no longer necessary, as was previously necessary, to use the sensor characteristic more selective components by changing the steepness of the linear range. It is also possible to exchange sensors and carry out a calibration process on site. No selective components are required for this and the calibration process is without Make measuring devices.
Dies bedeutet eine beträchtliche Kostenreduzierung bei der Herstellung und im Servicefall.This means a considerable reduction in manufacturing costs and in case of service.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die-Kennlinie des Sensores in Form von mehreren in Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten abrufbar gespeichert und es wird der betreffende Meßwert den beiden nächstliegenden Stützpunkten der aufgenommenen Sensorkennlinie zugeordnet und interpoliert.According to a preferred embodiment of the present invention is the characteristic curve of the sensor in the form of several spaced apart Support points can be called up and the relevant measured value is transferred to the two assigned to the closest support points of the recorded sensor characteristic and interpolated.
Dies ist eine sehr genaue Annäherung an die Sensorkennlinie, die darüberhinaus selbstverständlich von der Anzahl der verwendeten Stützpunkte abhängig ist. Die Aufnahme der Sensorkennlinie erfolgt in einem interaktiven Modus, der vom Mikrocomputer gesteuert wird. Zur Auswahl der Kennlinienpunkte wird vorzugsweise ein Drehschalter verwendet, in dem die einzelnen Stellungen den Kennlinienpunkten zugeordnet und vom Mikrocomputer abgefragt werden. Für den Auslösevorgang der verschiedenen Eichmöglichkeiten werden vorzugsweise Codierbrücken verwendet, die vom Mikrocomputer abgefragt werden. Zur Signalisierung des jeweiligen interaktiven Eichzustandes wird vorzugsweise eine Leuchtdiode vom Mikrocomputer angesteuert, dies geschieht in verschiedenen Betriebsarten entsprechend den Zuständen Ein/Aus und blinken der Leuchtdiode.This is a very precise approximation of the sensor characteristic, which is beyond that depends of course on the number of support points used. the The sensor characteristic curve is recorded in an interactive mode that is controlled by the microcomputer is controlled. A rotary switch is preferably used to select the characteristic points used, in which the individual positions are assigned to the characteristic points and can be queried by the microcomputer. For triggering the various calibration options Coding bridges are preferably used, which are queried by the microcomputer. To signal the respective interactive calibration status, a LED controlled by the microcomputer, this happens in different operating modes according to the states on / off and the light-emitting diode flashes.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen: Figur 1 Ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung eines elektrischen Feuchtemeßgebrätes gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung.Further details and embodiments of the invention are as follows Refer to the description in which the Invention on the basis of the Drawing illustrated embodiment is described and explained in more detail. They show: FIG. 1 a block diagram of the circuit arrangement of an electrical Moisture measurement brewed according to a preferred embodiment of the present invention.
Figur 2 Beispielweise eine Sensorkennlinie, nämlich die relative Feuchte in Abhängigkeit der Kapazität des Sensores.FIG. 2, for example, a sensor characteristic, namely the relative humidity depending on the capacity of the sensor.
Figur 3 Beispielweise eine Eichkammer, in der ein Referenzklima erzeugt wird.FIG. 3, for example, a calibration chamber in which a reference climate is generated will.
Das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät, dessen Schaltungsanordnung 11 in Figur 1 als Blockschaltbild dargestellt ist, dient dem Messen der relativen Feuchte. Die relative Feuchtemessung erfolgt dabei über einen Sensor 23, dessen Kapazitätswert abhängt von der relativen Luftfeuchte. Das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät ist dabei in der Lage, die jeweils gemessenen Werte unter Berücksichtigung der aufgenommenen Sensorkennlinie 31 -in ein lineares Ausgangssignal zu formen und auszugeben.The electrical moisture meter according to the invention, its circuit arrangement 11 is shown in Figure 1 as a block diagram, is used to measure the relative Humidity. The relative humidity measurement takes place via a sensor 23, whose The capacity value depends on the relative humidity. The inventive, electrical The moisture meter is able to take the measured values into account the recorded sensor characteristic curve 31 -in to form a linear output signal and to spend.
Gemäß Figur 1 besitzt das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät einen Mikroprozessor 1?, der mit mehreren Bausteinen verbunden ist, nämlich einem Programmspeicher 14, einem Tabellenspeicher 14 mit Batterie 13, einem Kennlinienpunktwahlschalter 17, einem Eichwahlschalter 16 und einer Leuchtdiode 18. Über einen Multiplexer 20 ist der Mikroprozessor 12 mit mehreren Meßfühlern verbunden, nämlich einem Sensor 23 zur Messung der relativen Luftfeuchte und einem Temperaturfühler 24 zur Messung der Lufttemperatur und einem Temperaturfühler 25 zur Messung der Umgebungstemperatur der Auswerteelektronik. Die Temperatursensoren 24, 25 werden über den Multiplexer 20 der Auswerteelektronik 22 zugeführt, die wiederum ihr Ausgangssignal dem Multiplexer 20 zuführt. Der Feuchtesensor 23 ist an der Auswerteschaltung 21 angeschlossen, die ihr Ausgangssignal an den Multiplexer 20 weiterleitet. Der Mikroprozessor 12 mißt und bereitet die Sensorsignale auf. Es werden Umgebungstemperatur und Kennlinienkorrekturen vorgenommen, als Ergebnis werden lineare Ausgangssignale über die Schnittstellenkonfiguration 19 ausgegeben, für die relative Feuchte 27 und der Temperatur 26. Die Eichmöglichkeiten des relativen Feuchtemeßgerätes ist vorzugsweise in eine Kennlinien-Eichung 31-37 und diversen einzelnen Punkteichungen 31 oder 32-38 eingeteilt.According to FIG. 1, the electrical moisture meter according to the invention has a microprocessor 1? which is connected to several building blocks, namely one Program memory 14, a table memory 14 with battery 13, a characteristic point selector switch 17, a calibration selector switch 16 and a light-emitting diode 18. Via a multiplexer 20 the microprocessor 12 is connected to a plurality of sensors, namely a sensor 23 for measuring the relative humidity and a temperature sensor 24 for measuring the air temperature and a temperature sensor 25 for measuring the ambient temperature the evaluation electronics. The temperature sensors 24, 25 are via the multiplexer 20 of the evaluation electronics 22, which in turn send their output signal to the multiplexer 20 feeds. The humidity sensor 23 is connected to the evaluation circuit 21, which forwards its output signal to the multiplexer 20. The microprocessor 12 measures and processes the sensor signals. There are ambient temperature and characteristic curve corrections made, the result is linear output signals via the interface configuration 19 output, for the relative humidity 27 and the temperature 26. The calibration options of the relative humidity measuring device is preferably in a characteristic curve calibration 31-37 and various individual point drawings 31 or 32-38.
Der Kennlinien-Eichvorgang erzeugt alle festgelegten Stützpunkte 31-38 der Sensorkennlinie. Die Punkteichung ermöglicht es, daß bestimmte interessierende Kennlinienpunkte 31-38 separat geeicht werden können. Somit ist eine Möglichkeit vorhanden, die gesamte Kennlinie oder Teilstücke davon in höchster Präzision aufzunehmen.The characteristic curve calibration process generates all defined support points 31-38 the sensor characteristic. The point calibration enables certain interesting Characteristic points 31-38 can be calibrated separately. So there is a possibility available to record the entire characteristic curve or parts of it with the highest precision.
Die Kennlinien-Eichung des relativen Feuchtemeßgerätes geht in folgender Weise vor sich: Die am Meßkopf 28 angeordneten Sensoren 23, 24 werden mit einer Eichkammer 29 versehen. In die Eichkammer 29 wird handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung von 0%-iger relative Feuchte eingebracht. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in Stellung 1 gebracht und mit dem Eichwahischalter -16 wird die Kennlinien-Eichung (16 in Stellung K) gestartet. Die Leuchtdiode 18 wird angesteuert und blinkt nun, -in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer 29. Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Mikroprozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn im Tabellen- speicher 14 als Kennlinienpunkt 0% ab und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die 0%Eichung abgeschlossen ist. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird nun in Stellung 0 gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkelzustand bringt und ein der 0% relativen Feuchte repräsentativen Signalausgangswert über die Schnittstelle 19 als relatives Feuchtesignal 27 erzeugt.The calibration of the characteristics of the relative humidity measuring device is as follows Way in front of you: The sensors 23, 24 arranged on the measuring head 28 are connected to a Calibration chamber 29 provided. Commercially available calibration solution 30 is used in the calibration chamber 29 Creation of 0% relative humidity introduced. The characteristic point selector switch 17 is set to position 1 and the calibration switch -16 is used to calibrate the characteristic (16 in position K) started. The light-emitting diode 18 is activated and now flashes, -in the time specified by the microprocessor 12 for the duration of the air conditioning process in the calibration chamber 29. After the reconditioning time has elapsed, the microprocessor takes over 12 the measured value given by the sensor 23 via the evaluation 21 and stores it in the table memory 14 as a characteristic point 0% and signals Via the light-emitting diode 18 with continuous light that the 0% calibration has been completed. Of the Characteristic point selector switch 17 is now brought to position 0, whereupon the microprocessor 12 brings the light-emitting diode 18 into the dark state and the 0% relative humidity representative signal output value via the interface 19 as a relative humidity signal 27 generated.
In die Eichkammer 29 wird nun handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung von 80% relativer Feuchte eingebracht. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in Stellung 9 gebracht.Commercially available calibration solution 30 is now placed in calibration chamber 29 for generation of 80% relative humidity introduced. The characteristic point selector switch 17 is in Position 9 brought.
Die Leuchtdiode 18 blinkt nun in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer 29. Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Mikroprozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn in Tabellenspeicher 14 als Kennlinienpunkt 80% ab und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die 80%-Eichung abgeschlossen ist. Mit dem Erfassen der 2 Kennlinienpunkte errechnet der Mikroprozessor 12 die restlichen Kennlinienpunkte und legt diese im Tabellenspeicher 14 ab. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird nun in Stellung 0 gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkel zustand bringt und ein der 80% relativen Feuchte repräsentativen Signalausgangswert über die Schnittstelle 19 als relatives Feuchtesignal 27 erzeugt. Der Eichwahlschalter 16 wird in seine Ursprungsstellu.ng (16 in Stellung 0) gebracht und somit ist die Kennlinien-Eichung abgeschlossen.The light-emitting diode 18 now flashes in the manner specified by the microprocessor 12 Time for the process duration of the re-air conditioning in the calibration chamber 29. After expiry the reconditioning time, the microprocessor 12 takes over from the sensor 23 the evaluation 21 given measured value and stores it in table memory 14 as Characteristic curve point from 80% and signals via the light-emitting diode 18 with continuous light, that the 80% calibration has been completed. Calculated with the acquisition of the 2 characteristic curve points the microprocessor 12 the remaining characteristic points and stores them in the table memory 14 from. The characteristic point selector switch 17 is now in position 0 brought, whereupon the microprocessor 12, the light-emitting diode 18 in the dark and a signal output value representative of 80% relative humidity the interface 19 is generated as a relative humidity signal 27. The calibration selector switch 16 is brought into its original position (16 in position 0) and thus the Characteristic calibration completed.
Die Punkteichung des relativen Feuchtemeßgerätes geht in folgender Weise vor sich: Die am Meßkopf 28 angeordneten Sensoren 23, 24 werden mit einer Eichkammer 29 versehen. In die Eichkammer 29 wird handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung einer bestimmten relative Feuchte eingebracht.The point calibration of the relative humidity measuring device is as follows Way in front of you: The sensors 23, 24 arranged on the measuring head 28 are connected to a Calibration chamber 29 provided. Commercially available calibration solution 30 is used in the calibration chamber 29 Creation of a certain relative humidity introduced.
Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in die Stellung der verwendeten Eichlösung 30 gebracht und mit dem Eichwahl schalter 16 (16 in Stellung P) wird die Punkteichung gestartet. Die Leuchtdiode 18 blinkt nun in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer. The characteristic point selection switch 17 is in the position of the used Calibration solution 30 is brought and with the calibration selection switch 16 (16 in position P) the point calibration started. The light emitting diode 18 now flashes in the of the microprocessor 12 specified time for the duration of the reconditioning process in the calibration chamber.
Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Prozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn im Tabellenspeicher 14 als Kennlinienpunkt der entsprechenden relativen Feuchte ab, und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die Punkteichung abgeschlossen ist. Der Eichwahlschalter 17 wird in seine Ausgangsstellung gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkel zustand bringt. Der Vorgang der Punkteichung ist somit abgeschlossen. After the reconditioning time has elapsed, the processor 12 takes over the measured value given by the sensor 23 via the evaluation 21 and stores it in the Table storage 14 as the characteristic point of the corresponding relative humidity, and signals Via the light-emitting diode 18 with continuous light that the point calibration is complete. The calibration selector switch 17 is brought into its starting position, whereupon the microprocessor 12 brings the light-emitting diode 18 into the dark. The process of point calibration is thus complete.
Also ergeben sich schematisch folgende Eichabl äufe: Eichablauf -
Kennlinieneichung - 0%-Lösung 30 in Eichkammer 29 einbringen - Kennlinienpunktwahlschalter
17 in Stellung '1' bringen - Eichschalter 16 in Stellung 'K' bringen -> Leuchtdiode
18 blinkt ca. eine Stunde und geht dann in Dauerlicht über - 0%-Wert 31 ist gespeichert
- Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '0' bringen -> Meßwertausgang 27
'relative Feuchte' gibt OmA aus - 80%-Lösung 30 in Eichkammer 29 einbringen
-
Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '9' bringen - Leuchtdiode 18 blinkt ca.
eine Stunde und geht dann in Dauerlicht über -> 80%-Wert 37 ist gespeichert -
Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '0' bringen -> Meßwertausgang 27 'relative
Feuchte' gibt 16mA aus - Eichschalter 16 in Stellung 'M' bringen - die Kennlinieneichung
ist abgeschlossen Eichablauf - Punkteichung 1. Eich-Tabelle
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
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