高精度环境温度、相对湿度测量仪的研制
上述温度测量方法中，KT、V0参数是影响温度测量精度的主要因素，适当地调整KT、V0参数可实现仪表温度测量精度的校正。 具体方法如下：
用其它更高精度标准测温仪测量环境温度T1，输入本仪表，ADuC812单片机同时记录下相应的A/D转换的数字量V1。当环境温度从T1变化到T2时，重复以上过程，ADuC812单片机同时记录下相应的A/D转换的数字量V2。为保证校准精度，环境温度应在25℃左右变化，并且变化的范围尽可能大一些。仪表的应用软件根据公式：KT=（T1-T2）/（V1-V2）和V0=VT1-T1/KT计算出KT和V0 的值，并存储在ADuC812单片机的EEPROM数据存储器中，既完成该仪表的温度测量精度的校正。仪表的应用软件系统配置有专用的服务子程序完成此项工作，仅需按仪表的LCD显示器的提示完成有关操作。
仪表在出厂前或使用中温度测量精度均采用上述方法进行校正。经过精度的校正，温度测量误差小于1℃，分辨力小于0.1℃。
2.2 相对湿度测量及其精度调整方法
相对湿度测量电路是由NE555和湿度传感器THS1101构成的振荡器组成，其特点是测量范围大，长期稳定性好，响应时间短，温度系数低，线性度较好，体积小。
实验得出振荡电路的输出频率（f）与环境温度（T）的关系曲线，如图2所示。在环境相对湿度不变的条件下，它们是近似的线性关系，忽略非线性误差不影响测量的精度；在不同环境相对湿度的条件下，频率的温度补偿系数是不同的，相对湿度为X%RH时振荡频率）的温度补偿系数（ΔfRHX）与相对湿度为0%RH时振荡频率的温度补偿系数（Δf RH0）的关系为：
ΔfRHX=Δf RH0· (fRH/fRH0) （4）
式中Δf RH0的值为297/65（Hz/℃）；fRH0是温度为0℃时相对湿度为0%RH的振荡频率，其值为7588（Hz）；fRHX是温度为0℃时相对湿度为X%RH的振荡频率。
相对湿度测量的程序流程如图4所示。振荡频率的测量是由应用软件系统的时间中断服务程序完成的，它总是把当前的频率值保存在AduC812单片机的片内数据RAM中。具体的相对湿度测量方法如下：
测量程序首先直接读取当前的频率值（f），接着测量环境温度T，然后对频率值（f）进行温度补偿，温度补偿后的频率值fT = f +(25－T) ·Δf RH0· (fRH/fRH0)；最后对频率fT进行线性化处理，计算出环境的相对湿度，结束一次测量过程。
为了便于软件线性化处理，我们把图3 所示的关系曲线上的10个点的相邻两点用直线连接，形成一条新的曲线，该曲线与实际曲线几乎重合在一起。采用该曲线进行软件线性化处理，产生的非线性误差不影响相对湿度的测量精度。该曲线与Δf RH0、fRH0存储在ADuC812单片机的片内数据EEPROM中，用于振荡频率（f）的温度补偿与线性化处理。
在环境的相对湿度为0%RH时进入本仪表的相对湿度测量精度的校正服务子程序，改变环境温度，服务子程序自动完成相对湿度测量精度的校准。为保证校准精度，环境温度应在25℃左右变化，并且变化的范围尽可能大一些。在相对湿度测量精度的校正之前，必须先进行温度测量精度的校正，因为相对湿度测量精度的校正的精确依赖于仪表测量环境温度的准确度。其原理类似于环境温度的校准。
仪表在出厂前或使用中相对湿度测量精度均采用上述方法进行校正。经过校正，相对湿度的测量精度在20% RH—80%RH范围可达1% RH以上，在0% RH—100%RH范围可达2% RH以上。相对湿度的分辨力为0.1℅RH。
3 结束语
本文提出的实现温度和相对湿度测量精度校正的软件方法，具有实现简单，调整方便，在同类仪表的开发中具有广阔的应用前景，特别适合于在工业加工的精密测试中心以及对加工材料的存放有较高要求的环境中使用，还可以应用于居住环境的监测。
实验结果表明：通过采用软件的方法对影响温度和相对湿度测量精度的参数的精确校正，可以实现对温度、相对湿度测量的高精度测量，而且校正方便。
本仪表经过近一年的使用，性能稳定可靠，测量精度高，智能化程度高，使用简便，性能价格比高，受到了用户的普遍欢迎。(end)
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