基于Modbus協議的濕度檢定系統設計
電子技術應用
崔學林1，2，梁寶龍2，3，黃斌1，2，陳亮1，2，李偉1，2
1.海南省氣象探測中心；2.海南省南海氣象防災減災重點實驗室； 3.海南省五指山氣象局
摘要： 為了提高濕度計量的工作效率和數字化安全管理水平，設計了一種基于Modbus協議的濕度檢定系統。該系統依托Modbus RTU協議模式、精密露點儀數據格式和Agilent34401A數字萬用表可編程儀器的標準命令協議，實現了濕度發生器自動控制，提高了檢定效率和數據安全性。濕度檢定系統檢定結果的擴展不確定度為1.3%。采用測量儀器特性評定和傳遞比較法對系統測量結果進行驗證，測量結果均驗證通過，表明系統可進行業務化應用。
中圖分類號：P414.8；TN919；TP273 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.244906
中文引用格式： 崔學林，梁寶龍，黃斌，等. 基于Modbus協議的濕度檢定系統設計[J]. 電子技術應用，2024，50(5)：35-40.
英文引用格式： Cui Xuelin，Liang Baolong，Huang Bin，et al. Design of humidity verification system based on Modbus protocol[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(5)：35-40.
中文引用格式： 崔學林，梁寶龍，黃斌，等. 基于Modbus協議的濕度檢定系統設計[J]. 電子技術應用，2024，50(5)：35-40.
英文引用格式： Cui Xuelin，Liang Baolong，Huang Bin，et al. Design of humidity verification system based on Modbus protocol[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(5)：35-40.
Design of humidity verification system based on Modbus protocol
Cui Xuelin1，2，Liang Baolong2，3，Huang Bin1，2，Chen Liang1，2，Li Wei1，2
1.Hainan Meteorological Exploration Center； 2.Key Laboratory of South China Sea Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Hainan Province；3.Wuzhishan Meteorological Bureau of Hainan Province
Abstract： In order to improve humidity measurement efficiency and the digital security management, a humidity verification system based on Modbus protocol is designed. The system achieves automatic control of humidity generators by studying the Modbus RTU protocol mode, precision dew point meter data format, and Agilent34401A programmable instrument standard command protocol. The system improves the verification efficiency and data security. The expanded uncertainty of humidity calibration system calibration results is 1.3%. The system measurement results are validated by using the evaluation of measurement instrument characteristics and transmission comparison method. This indicates that the system measurement data can be used for operational applications.
Key words : Modbus protocol；humidity measurement；uncertainty；transfer comparison method
引言
隨著氣象事業的迅猛發展，全國已建成三萬多個自動氣象站。濕度是自動氣象站常規觀測要素，在環境監測、工業生產、航天軍工、科學研究和人民生活等領域有著廣泛的應用。氣象與國民經濟各領域深度融合，氣象服務覆蓋面和綜合效益大幅提升。然而隨著氣象計量檢定覆蓋面的擴大，濕度傳感器應檢數量逐年增多，濕度設備控制、數據采集、結果處理和證書形成等都依賴人工手動操作，易出錯，自動化程度差且效率極低；檢定數據分散保存，難以進行有效的管理，數字信息化差，檢索困難，安全性也得不到保證。當前濕度測量和校準中的難點是濕度是二維變量，和溫度相互依存，水以氣體、液體和固體三種形態的一相、兩相或三相共存，過冷水問題造成了露點測量盲區。濕度控制系統和環境試驗設備是濕度測量和校準的核心部分，目前較先進的環境試驗設備是高精度和寬量程的雙壓法濕度發生器，研發濕度控制系統，建立上位機和濕度發生器的通信是實現濕度自動檢定的關鍵技術。
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作者信息：
崔學林1，2，梁寶龍2，3，黃斌1，2，陳亮1，2，李偉1，2
（1.海南省氣象探測中心，海南 海口 570203；
2.海南省南海氣象防災減災重點實驗室，海南 海口 570203；
3.海南省五指山氣象局，海南 五指山 572200）
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