數(shù)字測(cè)量

雖然微波濕度測(cè)量已被證實(shí)優(yōu)于電阻或電容方法,但與使用數(shù)字測(cè)量技術(shù)的 Hydronix 傳感器相比,模擬測(cè)量技術(shù)具有很多限制。
模擬微波傳感器通過(guò)諧振器的頻移“f”(響應(yīng)從左向右移動(dòng))和振幅衰減“A”(響應(yīng)高度變化)組合來(lái)測(cè)量濕度。該組合是作為單個(gè)模擬響應(yīng)測(cè)量的,因此,無(wú)法將頻移和衰減分離。在 20 世紀(jì) 80 年代,Hydronix 推出了創(chuàng)新的數(shù)字微波傳感器,可以使用精準(zhǔn)的數(shù)字技術(shù)準(zhǔn)確測(cè)量頻移組成部分。這一創(chuàng)新不僅提高了精度,還顯著擴(kuò)大了傳感器可測(cè)量的濕度范圍,在該范圍內(nèi),傳感器會(huì)隨著含水量的增加提供真正的線性響應(yīng)。
不太先進(jìn)的傳感器僅測(cè)量固定頻率的振幅變化。與使用開(kāi)放頻段(如防盜報(bào)警系統(tǒng)或 Wi-Fi 使用的頻段,分別為 433MHz 或 2.4GHz)在單一頻率范圍內(nèi)工作的傳感器相比,測(cè)量自定義頻率范圍將提供更準(zhǔn)確的結(jié)果。與測(cè)量固定頻率的振幅變化的傳感器相比,生產(chǎn)測(cè)量頻移的傳感器所需的組件更復(fù)雜,但能提供更好的結(jié)果。
右側(cè)的圖形中顯示了數(shù)字多頻測(cè)量和僅測(cè)量固定頻率 (f1) 振幅變化的模擬測(cè)量之間的差異。隨著濕度的增加,頻率將從 f1 移到 f2,然后移到 f3,然后移到 f4。兩個(gè)頻率之間的變換具有類似的振幅。隨著材料變濕,使用數(shù)字測(cè)量技術(shù)的傳感器連續(xù)掃描頻率響應(yīng)并跟蹤相等的頻率變化。
對(duì)于相同的濕度變化,僅測(cè)量頻率 f1 的振幅變化的單頻傳感器將測(cè)量 A1 到 A2、A3 和 A4 的變化。可以看出,隨著材料變濕,傳感器將逐步喪失寄存讀數(shù)變化的功能。通常,從大約 12% 起,正常工作的模擬傳感器將喪失寄存額外濕度變化的功能。這不僅影響傳感器寄存高于該含量的濕度變化的功能,而且還意味著整個(gè)濕度曲線不再呈線性,如下所示。
使用非線性測(cè)量技術(shù)的傳感器需要對(duì)讀數(shù)進(jìn)行大量數(shù)學(xué)運(yùn)算,才能輸出線性的濕度變化響應(yīng)。這著重說(shuō)明了宣稱是數(shù)字傳感器的模擬傳感器(因?yàn)樗梢蕴幚硇盘?hào)并輸出看似線性的測(cè)量結(jié)果)和使用內(nèi)在線性的數(shù)字微波測(cè)量技術(shù)的傳感器(如 Hydronix 生產(chǎn)的傳感器)之間的主要差異。