基于陣列式濕度傳感器的高精度濕度觀測方法的研究

doi:10.12306/2023jms.0022

首頁 > 過刊瀏覽>2025年第45卷第4期 >584-591. DOI:10.12306/2023jms.0022

基于陣列式濕度傳感器的高精度濕度觀測方法的研究
DOI:
                        10.12306/2023jms.0022
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
通訊作者:
中圖分類號:P412.11
基金項目:國家自然科學基金資助項目(41875035；41905030)；江蘇省產(chǎn)學研合作資助項目(BY2022544)；江蘇省研究生科研與實踐創(chuàng)新計劃資助項目(SJCX22_0334)；江蘇省高校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目(202210300011Z)

Research of a high-accuracy humidity observation method based on a humidity sensor array

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摘要:

在低溫或高濕等惡劣環(huán)境中，自動氣象站在測量地面空氣相對濕度時采用的電容式濕度傳感器易產(chǎn)生較顯著的測量誤差。為提高濕度的測量精度，本文提出了一種包括4個濕度傳感器，4個加熱電阻及其測控電路的4點陣列式濕度測量系統(tǒng)，并綜合利用傳感器加熱技術和氣壓控制進行誤差修正。利用不同氣壓下的測量數(shù)據(jù)和準牛頓法(BFGS)加全局優(yōu)化算法建立誤差修正方程。實驗結果表明，經(jīng)修正后，在0 ℃時，測量值的均方根誤差可從6.1%降低至2.3%。

Abstract:

Automatic weather stations generally use capacitive humidity sensors when measuring the relative humidity on the ground. However， these sensors were prone to relatively significant measurement errors in harsh environments such as low temperatures or high humidity. To improve the humidity measurement accuracy， In this paper， a 4-point array humidity measurement system including four humidity sensors， four heating resistors and their measurement and control circuits is proposed， and the error correction is carried out by integrating the sensor heating technology and air pressure control. The error correction equations were established using measurement data at different air pressures and the quasi-Newton method (BFGS) with a global optimization algorithm to achieve error correction. The experimental results showed that the RMS error of the measurements can be reduced from 6.1% to 2.3% at 0 ℃ after correction.

參考文獻

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引證文獻

引用本文

劉清惓,張婷婷,沈瑱,楊杰,丁仁惠,戴偉.基于陣列式濕度傳感器的高精度濕度觀測方法的研究.氣象科學,2025,45(4):584-591 LIU Qingquan, ZHANG Tingting, SHEN Zhen, YANG Jie, DING Renhui, DAI Wei. Research of a high-accuracy humidity observation method based on a humidity sensor array. Journal of the Meteorological Sciences,2025,45(4):584-591

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收稿日期:2022-11-30
最后修改日期:2023-02-10
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在線發(fā)布日期: 2025-11-29
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