DE3500839A1

DE3500839A1 - Messgeraet zur messung der relativen feuchte

Info

Publication number: DE3500839A1
Application number: DE19853500839
Authority: DE
Inventors: Knut 6050 Offenbach Möser
Original assignee: STEINECKER ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: STEINECKER ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 1985-01-12
Filing date: 1985-01-12
Publication date: 1986-07-17
Also published as: DE3500839C2

Description

Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Meßgerät zur Messung der relativen Feuchte nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Ein Meßgerät dieser Gattung ist durch die Eu-A- 106345 bekannt.
Für die Messung der relativen Feuchte werden unter anderem kapazitive Sensoren verwendet. Diese Sensoren verändern ihre Kapazität in Abhängigkeit von der relativen Feuchte. Jeder Feuchtesensor besitzt eine nicht lineare Kennlinie, wobei vor allem die Bauteil etol eranzen C und G C Werte erhebliche Werte erreichen.
Bei der Herstellung solcher Sensoren ist die Toleranzbreite der Sensordaten außerhalb der von Präzisionsmeßgeräten geforderten Werte. Bei herkömmlichen Meßgeräten werden den Sensoren selektive Bauteile zugeordnet, die dann im Zusammenhang manuell eingestellt werden. Um eine Präzisionsgenauigkeit zu erreichen, müssen die Eichvorgänge an verschiedenen Punkten durchgeführt und wiederholt werden. Diese Vorgänge sind zeitaufwendig und mit persönlichen Einstellfehlern behaftet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein elektrisches Feuchtemeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der Selektierung, Zeit- aufwand und Einstellfehler eliminiert.
Die Aufgabe wird bei einem elektrischen Feuchtemeßgerät der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen, elektrischen Feuchtemeßgerät ist es möglich, in einem einmaligen Eichablauf die Kennlinie des Sensores aufzunehmen. Zusätzlich können alle vereinbarten Kennlinienpunkte noch geeicht werden. Durch den automatisierten Eichablauf der gesamten Kennlinie werden persönliche Einstellfehler unterbunden.
Insbesondere ist eine Umklimatierungszeitdauer gewährleistet. Die Meßgenauigkeit des Gerätes ist damit wesentlich erhöht und zwar nicht nur in dem im wesentlichen interessierenden Bereich, sondern praktisch über den gesamten Meßbereich hinweg. Es ist somit nicht mehr, wie bisher notwendig, die Sensorkennlinie mittels selektiver Bauelemente durch Verändern der Steilheit des linearen Bereiches zu verändern. Weiterhin ist es möglich, einen Sensortausch und Eichvorgang vor Ort vorzunehmen. Es werden hierfür keine selektiven Bauteile benötigt und der Eichvorgang ist ohne Meßgeräte vorzunehmen.
Dies bedeutet eine beträchtliche Kostenreduzierung bei der Herstellung und im Servicefall.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die-Kennlinie des Sensores in Form von mehreren in Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten abrufbar gespeichert und es wird der betreffende Meßwert den beiden nächstliegenden Stützpunkten der aufgenommenen Sensorkennlinie zugeordnet und interpoliert.
Dies ist eine sehr genaue Annäherung an die Sensorkennlinie, die darüberhinaus selbstverständlich von der Anzahl der verwendeten Stützpunkte abhängig ist. Die Aufnahme der Sensorkennlinie erfolgt in einem interaktiven Modus, der vom Mikrocomputer gesteuert wird. Zur Auswahl der Kennlinienpunkte wird vorzugsweise ein Drehschalter verwendet, in dem die einzelnen Stellungen den Kennlinienpunkten zugeordnet und vom Mikrocomputer abgefragt werden. Für den Auslösevorgang der verschiedenen Eichmöglichkeiten werden vorzugsweise Codierbrücken verwendet, die vom Mikrocomputer abgefragt werden. Zur Signalisierung des jeweiligen interaktiven Eichzustandes wird vorzugsweise eine Leuchtdiode vom Mikrocomputer angesteuert, dies geschieht in verschiedenen Betriebsarten entsprechend den Zuständen Ein/Aus und blinken der Leuchtdiode.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen: Figur 1 Ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung eines elektrischen Feuchtemeßgebrätes gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung.
Figur 2 Beispielweise eine Sensorkennlinie, nämlich die relative Feuchte in Abhängigkeit der Kapazität des Sensores.
Figur 3 Beispielweise eine Eichkammer, in der ein Referenzklima erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät, dessen Schaltungsanordnung 11 in Figur 1 als Blockschaltbild dargestellt ist, dient dem Messen der relativen Feuchte. Die relative Feuchtemessung erfolgt dabei über einen Sensor 23, dessen Kapazitätswert abhängt von der relativen Luftfeuchte. Das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät ist dabei in der Lage, die jeweils gemessenen Werte unter Berücksichtigung der aufgenommenen Sensorkennlinie 31 -in ein lineares Ausgangssignal zu formen und auszugeben.
Gemäß Figur 1 besitzt das erfindungsgemäße, elektrische Feuchtemeßgerät einen Mikroprozessor 1?, der mit mehreren Bausteinen verbunden ist, nämlich einem Programmspeicher 14, einem Tabellenspeicher 14 mit Batterie 13, einem Kennlinienpunktwahlschalter 17, einem Eichwahlschalter 16 und einer Leuchtdiode 18. Über einen Multiplexer 20 ist der Mikroprozessor 12 mit mehreren Meßfühlern verbunden, nämlich einem Sensor 23 zur Messung der relativen Luftfeuchte und einem Temperaturfühler 24 zur Messung der Lufttemperatur und einem Temperaturfühler 25 zur Messung der Umgebungstemperatur der Auswerteelektronik. Die Temperatursensoren 24, 25 werden über den Multiplexer 20 der Auswerteelektronik 22 zugeführt, die wiederum ihr Ausgangssignal dem Multiplexer 20 zuführt. Der Feuchtesensor 23 ist an der Auswerteschaltung 21 angeschlossen, die ihr Ausgangssignal an den Multiplexer 20 weiterleitet. Der Mikroprozessor 12 mißt und bereitet die Sensorsignale auf. Es werden Umgebungstemperatur und Kennlinienkorrekturen vorgenommen, als Ergebnis werden lineare Ausgangssignale über die Schnittstellenkonfiguration 19 ausgegeben, für die relative Feuchte 27 und der Temperatur 26. Die Eichmöglichkeiten des relativen Feuchtemeßgerätes ist vorzugsweise in eine Kennlinien-Eichung 31-37 und diversen einzelnen Punkteichungen 31 oder 32-38 eingeteilt.
Der Kennlinien-Eichvorgang erzeugt alle festgelegten Stützpunkte 31-38 der Sensorkennlinie. Die Punkteichung ermöglicht es, daß bestimmte interessierende Kennlinienpunkte 31-38 separat geeicht werden können. Somit ist eine Möglichkeit vorhanden, die gesamte Kennlinie oder Teilstücke davon in höchster Präzision aufzunehmen.
Die Kennlinien-Eichung des relativen Feuchtemeßgerätes geht in folgender Weise vor sich: Die am Meßkopf 28 angeordneten Sensoren 23, 24 werden mit einer Eichkammer 29 versehen. In die Eichkammer 29 wird handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung von 0%-iger relative Feuchte eingebracht. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in Stellung 1 gebracht und mit dem Eichwahischalter -16 wird die Kennlinien-Eichung (16 in Stellung K) gestartet. Die Leuchtdiode 18 wird angesteuert und blinkt nun, -in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer 29. Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Mikroprozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn im Tabellen- speicher 14 als Kennlinienpunkt 0% ab und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die 0%Eichung abgeschlossen ist. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird nun in Stellung 0 gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkelzustand bringt und ein der 0% relativen Feuchte repräsentativen Signalausgangswert über die Schnittstelle 19 als relatives Feuchtesignal 27 erzeugt.
In die Eichkammer 29 wird nun handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung von 80% relativer Feuchte eingebracht. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in Stellung 9 gebracht.
Die Leuchtdiode 18 blinkt nun in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer 29. Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Mikroprozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn in Tabellenspeicher 14 als Kennlinienpunkt 80% ab und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die 80%-Eichung abgeschlossen ist. Mit dem Erfassen der 2 Kennlinienpunkte errechnet der Mikroprozessor 12 die restlichen Kennlinienpunkte und legt diese im Tabellenspeicher 14 ab. Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird nun in Stellung 0 gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkel zustand bringt und ein der 80% relativen Feuchte repräsentativen Signalausgangswert über die Schnittstelle 19 als relatives Feuchtesignal 27 erzeugt. Der Eichwahlschalter 16 wird in seine Ursprungsstellu.ng (16 in Stellung 0) gebracht und somit ist die Kennlinien-Eichung abgeschlossen.
Die Punkteichung des relativen Feuchtemeßgerätes geht in folgender Weise vor sich: Die am Meßkopf 28 angeordneten Sensoren 23, 24 werden mit einer Eichkammer 29 versehen. In die Eichkammer 29 wird handelsübliche Eichlösung 30 zur Erzeugung einer bestimmten relative Feuchte eingebracht.
Der Kennlinienpunktwahlschalter 17 wird in die Stellung der verwendeten Eichlösung 30 gebracht und mit dem Eichwahl schalter 16 (16 in Stellung P) wird die Punkteichung gestartet. Die Leuchtdiode 18 blinkt nun in der von dem Mikroprozessor 12 vorgegebenen Zeit für die Vorgangsdauer der Umklimatisierung in der Eichkammer.
Nach Ablauf der Umklimatisierungszeit übernimmt der Prozessor 12 den vom Sensor 23 über die Auswertung 21 gegebenen Meßwert und speichert ihn im Tabellenspeicher 14 als Kennlinienpunkt der entsprechenden relativen Feuchte ab, und signalisiert über die Leuchtdiode 18 mit Dauerlicht, daß die Punkteichung abgeschlossen ist. Der Eichwahlschalter 17 wird in seine Ausgangsstellung gebracht, worauf der Mikroprozessor 12 die Leuchtdiode 18 in den Dunkel zustand bringt. Der Vorgang der Punkteichung ist somit abgeschlossen.
Also ergeben sich schematisch folgende Eichabl äufe: Eichablauf - Kennlinieneichung - 0%-Lösung 30 in Eichkammer 29 einbringen - Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '1' bringen - Eichschalter 16 in Stellung 'K' bringen -> Leuchtdiode 18 blinkt ca. eine Stunde und geht dann in Dauerlicht über - 0%-Wert 31 ist gespeichert - Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '0' bringen -> Meßwertausgang 27 'relative Feuchte' gibt OmA aus - 80%-Lösung 30 in Eichkammer 29 einbringen - Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '9' bringen - Leuchtdiode 18 blinkt ca. eine Stunde und geht dann in Dauerlicht über -> 80%-Wert 37 ist gespeichert - Kennlinienpunktwahlschalter 17 in Stellung '0' bringen -> Meßwertausgang 27 'relative Feuchte' gibt 16mA aus - Eichschalter 16 in Stellung 'M' bringen - die Kennlinieneichung ist abgeschlossen Eichablauf - Punkteichung 1. Eich-Tabelle

Kennlinienpunkt-

wahl schalter 17

Stellung Eichlösung (%rF)

O 0

1 10

-2 20

3 35

4 50

- 5 65

6 80

7 95

2. Eichvorgang - gewünschte Eichlösung 30 in Eichkammer 29 einbringen - Stellung des Kennlinienunktwahl schalters 17 entsprechend der Eichlösung 30 nach Eich-Tabelle einstellen - Eichwahlschalter 16 in Stellung 'P' bringen Leuchtdiode 18 blinkt ca. eine Stunde und geht dann in Dauerlicht über der der Eichwert 31 oder bis 38 ist gespeichert - Eichwahlschalter 16 in Stellung 'M' bringen - die Punkteichung ist abgeschlossen 3. Abbruch des Eichvorganges bei blinkender Leuchtdiode 18 - Eichwahlschalter 16 in Stellung 'M' bringen Leuchtdiode 18 erlischt - der Eichvorgang kann neu gestartet werden - Ende der Beschreibung -

Claims

Titel: Meßgerät zur Messung der relativen Feuchte Patentansprüche 1. Meßgerät zur Messung der relativen Feuchte mittels eines kapazitiven Sensors und einer die elektrische Kapazität erfassenden Auswerteschaltung und mit mindestens einem weiteren Sensor zur Erfassung der Temperatur, wobei zwecks Eichung, der Meßkopf des Gerätes mit einer Eichkammer (29) versehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (23, 24, 25) mit einem Mikroprozessor (12) verknüpft sind, mittels welchem die Meßwerte verarbeitbar sind und dem Wahlschalter (16, 17) und eine Anzeigeeinrichtung (18) zugeordnet sind, wobei bei entsprechender Betätigung der Wahlschalter (16, 17) die Anzeigeeinrichtung (18) geschaltet, die Meßwerte der Sensoren (23, 24, 25) nach festgelegter Zeit abgerufen, entsprechend der Stellung der Wahl schalter (16, 17) in einem nicht flüchtigen Speicher (14) abgelegt und anschließend die Anzeigeeinrichtung (18) wieder geschaltet werden.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekPnnzei chnet, daß zur Erste 1 u;ig einer Sensorkennlinie durch einen ersten Wahl schalter (16) wahlweise eine Kennlinien- oder eine Punkteichung einleitbar und durch einen zweiten Wahl schalter (17) die dem Mikroprozessor zugeführten Meßwerte im Speicher (14) den Kennlinienwerten der in der Eichkammer (29) jeweils vorhandenen Eichlösung (30) zuordbar ist.
3. Meßgerät nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sensoren (23, 24, 25) und Mikroprozessor (12) ein Multiplexer (20) zwischengeschaltet ist.
4. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des Sensors (23) in einem interaktiven Ablauf in Form von mehreren im Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten eingespeichert wird und daß der betreffende Meßwert den beiden nächstliegenden Stützpunkten der Sensorkennlinie zugeordnet und interpoliert wird.
5. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des Sensors (23) in Form von zwei im Abstand voneinander angeordneten Stützpunkten eingespeichert wird und die Kennlinie daraus linear errechnet wird.
6. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wahlschalter (16) zur punktuellen Unterteilung der Kennlinienaufnahme den Mikroprozessor (12) ansteuert.
7. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wahlschalter (17) zur Identifikation der Kennlinienaufnahmemöglichkeiten den Mikroprozessor ansteuert.
8. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zustand des interaktiven Ablaufes der Kennlinienaufnahme signalisierende Anzeigeeinrichtung eine Leuchtdiode (18) ist.
9. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (12) vorzugsweise über einen Multiplexer (20) mit Temperatursensoren (24, 25) zur Auswertung der Meßwerte und entsprechender Korrektur der relativen Feuchtemeßwerte verbindbar ist.
10. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Feuchtesensor (23) und/oder von dem Objekttemperatursensor (24) und/oder von dem Elektronikumgebungstemperatursensor (25) gelieferten Meßwerte über einen Multiplexer (20) als digitales Si-gnal zugeführt werden.

- Ende der Ansprüche -