温度・湿度センサーの仕組み – 01 ?

湿度と温度の感知は、特に現在多くの人が経験している厳しい冬においては非常に重要です。これは日常生活だけでなく、製造業においても重要です。例えば、湿度トランスミッターを適切に設置・使用することで、ビルオートメーションシステムは空気が乾燥しすぎたり、湿りすぎたりして快適でなくなった時期を判断できます。

では、温度・湿度センサーはどのように機能するのでしょうか？

 

初め, 温度センサー

温度センサーは、物体やシステムによって発生する熱量や冷気量を測定するために使用されます。温度の物理的な変化を感知/検出して、アナログ信号またはデジタル信号を出力できます。温度センサーは、2つのカテゴリに分類されます。接触式温度センサーは、感知対象物と物理的に接触する必要があり、伝導によって温度変化を監視します。接触式温度センサーは、対流と放射によって温度変化を監視します。

 

 

2番、湿度センサー

湿度は空気中の水蒸気量のことです。空気中の水蒸気量は、人間の快適さや様々な産業プロセスに影響を与えます。また、水蒸気は様々な物理的、化学的、生物学的プロセスにも影響を及ぼします。湿度センサーは、電流や気温の変化を検出することで機能します。湿度センサーには、容量式、抵抗式、熱式の3つの基本的なタイプがあります。これら3つのタイプはいずれも、大気中のわずかな変化を継続的に監視し、空気中の湿度を計算します。

静電容量式湿度センサー金属酸化物の薄いストリップを2つの電極で挟むことで相対湿度を測定します。金属酸化物の電気容量は、周囲の大気の相対湿度によって変化します。主な用途は、気象、商業、産業です。抵抗式湿度センサーは、塩中のイオンを使用して原子の電気インピーダンスを測定します。塩媒体の両側の電極抵抗は湿度によって変化します。2つの熱センサーは、周囲の空気の湿度に基づいて電気を伝導します。一方のセンサーは乾燥窒素で密封され、もう一方は周囲の空気にさらされます。これら2つの値の差が相対湿度を示します。

湿度センサー湿度センサーは、環境中の湿度を検知し、それを電気信号に変換する電子機器です。湿度センサーにはさまざまなサイズと構成があり、スマートフォンなどの携帯機器に組み込まれているものもあれば、空気質監視システムなどのより大規模な組み込みシステムに組み込まれているものもあります。たとえば、 ヘンコ社製温度・湿度トランスミッター 広く使用されているの気象、医療、自動車、空調設備、製造業など、幅広い産業分野で活用されている産業グレードの高精度湿度センサーは、あらゆる過酷な環境下でも正確な測定を保証します。

第三に、計算方法

湿度センサーは、湿度の算出方法によって相対湿度（RH）センサーと絶対湿度（AH）センサーに分類されます。相対湿度は、特定の温度におけるリアルタイムの湿度測定値を、その温度における空気中の最大湿度と比較することによって求められます。したがって、相対湿度センサーは、相対湿度を算出するために温度を測定する必要があります。一方、絶対湿度は温度とは無関係に決定されます。

 

 

第四に、センサーの応用

温度センサーは、磁気共鳴画像診断装置（MRI）や携帯型超音波スキャナーなど、さまざまな医療機器にも使用されているため、実用的な用途はほぼ無限です。家庭では、冷蔵庫や冷凍庫からコンロやオーブンまで、調理に適した温度に加熱するためのさまざまな機器に温度センサーが使用されています。また、一般的なバッテリー充電器でさえ、バッテリーの温度に基づいて過充電や過放電を防ぐために温度センサーを使用しています。

石油採掘に温度センサーが使われるとは考えにくいかもしれないが、安全かつ効率的な石油採掘作業を確保するためには温度センサーは不可欠である。掘削ビットの先端には温度センサーが取り付けられており、掘削を停止する必要があるときに作業員に警告を発する。なぜなら、掘削ビットが地中深くまで掘り進むにつれて温度が高くなりすぎると、破損する可能性があるからだ。

温度センサーは車のラジエーターに組み込まれています。これは非常に重要です。なぜなら、エンジン内部を循環する冷却水が危険なほど高温になると、センサーが警告を発し、その温度を超えるとエンジン故障やエアコンの作動不良を引き起こす可能性があるからです。温度に応じてパラメーターを自動的に調整することで、このような危険な状況をドライバーを危険にさらすことなく効果的に回避します。

HVACシステム室内や建物内の最適な温度を維持するためには、温度測定が必要です。温度センサーは、家庭やオフィスのほぼすべての空調設備やシステムに必要とされています。また、予期せぬ温度異常を検知することで、漏気を検出するためにも使用できます。

再生可能エネルギーは、効率的に稼働するために温度センサーに依存している。太陽熱ヒートポンプ、風力タービン、バイオマス燃焼、地中熱源などはすべて、温度制御と測定に依存している。

 

第五に、精密校正

センサーの精度を判定するために、得られた値を基準値と比較します。湿度センサーの精度を検証するために、「飽和塩」法を用いた標準を作成しました。簡単に言うと、特定の塩（食塩や塩化カリウムなどのイオン化合物）を水に溶かすと、既知の湿度の雰囲気を作り出すことができるのです。

これら化学的性質既知の相対湿度（RH）（基準値）を持つ微小環境を作り出すために、この装置を使用し、その湿度をセンサーで測定します。具体的には、密閉タンク内に溶液を準備して雰囲気を保持し、接続されたセンサーをその密閉タンク内に設置します。その後、センサーを繰り返し読み取り、値を記録します。

異なる相対湿度を生み出す複数の異なる塩を用いてこのプロセスを繰り返すことで、試験対象センサーのプロファイルを作成できます。各微小環境の相対湿度がわかっているためrオンメント比較することができますセンサー既知の値を用いて測定値を比較し、センサーの精度を判断する。

誤差が大きいものの克服できないほどでない場合は、ソフトウェア内の数学的な校正手順を用いることで測定精度を向上させることができます。

 

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