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人工环境模拟设备在传感器校准测试、产品检测、航空航天、科学实验、气象研究、工业生产等领域有着广泛的应用。伴随着环境科学、物理学、控制理论的发展,结合加热、制冷、真空、加压、测量、计算机等现代技术手段,环境模拟技术历经从单一参量控制到多参量控制,从静态模拟到动态模拟,正逐渐成为新的边缘交叉学科。
本文就如何实现温度、压强、湿度三个参量的环境模拟及其自动控制方法进行研究,在温压湿之间的物理关系和基本控制算法的基础上提出系统设计构架和实现算法。
本文利用了市场上已有的温度控制器和气压控制器,搭建了温度和气压控制系统;自行制作了湿度控制器,并搭建了湿度控制系统。在能够高精度地对温度、气压和湿度三个参量中任何一个变量实现自动控制的基础上,本论文又深入研究了实现三个参量联合控制的方案,最终实现了在一定参数范围内可以高精度地让温度、气压和湿度自由组合控制,并使其能够应用于气象类传感器的检测与标定。
本文所研制的样机最终能在温度范围0℃~50℃、压强范围50kPa~110kPa、相对湿度范围10%~95%RH范围内实现组合控制,并使温度稳定在±0.05℃,气压稳定在±3Pa,湿度稳定在±1.5%RH。