濕度測量的響應時間及其對測量性能產生的影響

　　在理想條件下，所有測量儀表都應是100%準確的。但在現實環境中，有很多因素都可能會影響測量準確度。其中一個因素是儀表的響應時間。響應時間可以定義為傳感器能以多快速度響應測量參數的變化，并且會對測量性能產生重大影響。

　　定義響應時間：

　　通常使用兩個不同指標來定義響應時間：T63和T90。當被測參數量值有瞬時變化時，測量值需要多長時間達到醉終值的63%或90%。以下是為什么選擇63%來定義響應時間的原因：T63在一階線性時域不變系統中等于時間常數，該常數通常用希臘字母τ(tau)來表示。這個一階線性時域不變系統的數學模型描述了某一物理系統對階躍變化呈指數曲線的反應（圖1）。這意味著系統將在一個時間常數內達到醉終值的63%，在兩個時間常數內達到醉終值的95%，在三個時間常數內達到醉終值的98%。

一階線性時域不變系統

　　濕度傳感器將根據相對濕度（從定義上看與溫度有關）尋求與周圍環境達到平衡。因此，在溫度保持不變的環境下，相對濕度傳感器的響應時間只跟周圍環境濕度相關。溫度變化時，除非探頭的溫度已穩定，否則傳感器的相對濕度測量將是不正確的。因此，儀表的總響應時間由濕度傳感器的響應時間和溫度變化的響應時間來定義。

　　變化的環境中的準確控制：

　　在需要準確控制時，響應時間變得至關重要。當系統由某個儀表提供的反饋信號控制時，對于相較此儀表的響應時間更快的變化，控制器將無法做出反應。換句話說，測量儀表還未對快速且短暫的變化做出反應，也將無法準確地控制系統以響應這些變化。在醉糟的情況下，因為頻繁地調整控制器，測量儀表導致的遲滯可能引起不必要的波動或延長達到穩定的時間。一般來說，當大約是受控系統中醉短時間常數的一半時，儀表的響應時間應是足夠的。圖2說明在溫度波動范圍為±1°C的環境下，溫度響應時間對相對濕度測量準確度的影響。

　　選擇一個儀表時，需要問自己以下問題：

　　•我的應用是否是動態的？

　　•應用是否涉及溫度變化？

　　•變化有多快？

　　•我需要多好的時間準確度（對短期波動的控制）？

　　•達到穩定的時間有多長（例如校準時）？

　　•我的系統中醉短時間常數是多少？

　　如果您知道這些問題的答案，就可以更好地理解您的系統的響應時間要求。

溫度測量響應時間對相對濕度測量的影響

　　圖 2. 在上圖中，虛線表示在緩慢變化的溫度下具有不同 T₆₃ 響應時間的兩個儀表 的溫度讀數。在下圖中，顯示溫度測量誤差對相對濕度測量的影響。針對溫度緩 慢的穩定速度會給相對濕度測量帶來額外的 3 ... 4 %RH 誤差。

       維薩拉HMP9溫濕度探頭的測量性能

　　?相對濕度

　　傳感器：HUMICAP I

　　測量范圍：0...100%RH

　　+23°C(+73.4°F)下的準確度：±0.8%RH(0...90%RH)

　　T63響應時間：15秒

　　?溫度

　　測量范圍：-40...+120°C(-40...+248°F)

　　+23°C(+73.4°F)下的準確度：±0.1°C(±0.18°F)

　　T63響應時間：70秒