[=AK= 18]

Собираюсь постить в эту тему данные, собранные с различных датчиков влажности. Для тех, кто захочет их проанализировать самостоятельно.

Два датчика SHT45 в среде со стабильной влажностью примерно 23% RH при температуре 25С. Среда - это небольшая герметичная коробка, в ней кювета с влажной солью CH₃CO₂K, в коробке работает вентилятор. Датчики более-менее откалиброваны. График демонстрирует время прихода в установившееся значение после выдержки в среде с комнатной влажностью порядка 45% RH.

Почему у одного датчика в установившемся режиме показания скачут на 0.1%, а у другого на 0.2% - честно говоря, понятия не имею. Уж такие датчики, наверное.

 

[dimka76 63]

On 8/24/2024 at 1:39 PM, =AK= said:

Собираюсь постить в эту тему данные, собранные с различных датчиков влажности. Для тех, кто захочет их проанализировать самостоятельно.

А какие марки датчиков наиболее подходят для уличных всеклиматических условий ?

[=AK= 18]

7 hours ago, dimka76 said:

А какие марки датчиков наиболее подходят для уличных всеклиматических условий ?

Мировым лидером в системах измерении погоды считается Viasalla. Они датчики влажности делают сами, называются HUMICAP, но, насколько я вижу, отдельно свои датчики не продают. Судя по описанию, их датчики аналогичны датчикам TE/MEAS, Sensirion, E&E Elektronik, и т.д. Например, похожий на HUMCAP "голый" емкостной датчик фирмы TE называется HS1101LF. Современные емкостные датчики влажности как правило интегральные, с ними намного проще работать.

[HardEgor 87]

В 25.08.2024 в 01:14, dimka76 сказал:

А какие марки датчиков наиболее подходят для уличных всеклиматических условий ?

Никакие, у всех есть ограничения. Ну или переходить на оптические, у них диапазон более широкий, но они дорогие и размер не маленький по сравнению с интегральными.

[=AK= 18]

6 hours ago, HardEgor said:

Никакие, у всех есть ограничения.

Конечно, совершенства нет. Вопрос лишь в том, что значит слово "подходит". Большинству пользователей вполне "подходит" точность порядка 1...2% RH, которая в принципе вполне достигается современными емкостными датчиками.

Меня лично сейчас более всего напрягает вопрос стабильности их показаний. Я наблюдал необъяснимый уход результатов на несколько процентов. Довольно трудно понять, что было тому причиной. Конечно, оптические датчики и более точны, и менее подвержены таким странностям. Но хотелось бы получше понимать свойства обычных интегральных датчиков влажности. К сожалению, даташиты и аппноты датчиков влажности в общем-то врут, причем, фундаментально врут.

[UART 23]

35 минут назад, =AK= сказал:

К сожалению, даташиты и аппноты датчиков влажности в общем-то врут, причем, фундаментально врут.

и вот опять... 

я уже говорил, что нужно задуматься, что может быть Вы что-то не до конца понимаете как они работают и какие у них есть ограничения в применении?

или с вашими тестами что-то не так? 

Наверное, столько компаний с почти одинаковыми результатами лучше знают?

я вообще не понимаю почему вы себя считаете светочью в этой теме чтобы так безапеляционно утверждать? 

эти датчики тестируют в нормальном воздухе в термокамере ориентируясь на поверенные калиброванные по NIST приборам.

 

Вам в голову не приходило, что соль проводит электричество? 

или вы не знаете что эти датчики работают на измерении емкости полиамидной пленки? 

эта пленка с парами соли работать не предназначена. Потому что у паров соли с вентилятором другие физико-химические свойства?

 

забавно как можно все протестировать как я хочу, а не как надо, а потом всех называть лжецами и неумными людьми... 

 

вы на море когда-нить были? не задумывалось почему соленое море пахнет солью?

Изменено 25 августа пользователем UART

[=AK= 18]

4 hours ago, UART said:

эта пленка с парами соли работать не предназначена.

Производители датчиков ничего об этом не говорят ни в даташитах, ни в аппнотах. Если принять на веру сказанное вами, значит, они врут своим умолчанием на сей счет. Или вы врете.

Фирмы, производящие датчики, предлагают свои тестовые системы на основе солей. И никто из них, насколько мне известно, в описаниях этих систем не упоминает ничего подобного тому, что вы сказали. Так что скорей всего врете вы. Конечно, возможно, что и вы врете, и производители: какие-то соли оказывают влияние, какие-то нет, но объективная информация об этом скрыта. Но вы, как за вами уже было замечено, свое высказывание не подкрепили ничем, налицо чистый голословный высер.

Мое "понимание" или "непонимание" того, как работают датчики влажности, не оказывает никакого влияния на результаты, которые они выдают и которые я привожу на графиках. С тем успехом можете упрекать меня в том, что я молюсь "не тем богам".

Ваши голословные инсинуации накак не объясняют тот факт, что при заявленном Сенсирионом для SHT45 времени установления 4 сек до 63% от конечного значения, время установления до 1% до конечного составляет вовсе не 20 сек, как следует из заявлений Сенсириона, а более получаса, что хорошо видно из приведенных выше графиков. В силу этого у меня есть твердые основания утверждать, что производители сенсоров врут, и, как следствие, вы тоже врете, защищая их.

[eddddy 31]

1 час назад, =AK= сказал:

напрягает вопрос стабильности их показаний

А за атмосферным давлением не следите? Его плюс минус лапоть уходом.

[=AK= 18]

12 minutes ago, eddddy said:

А за атмосферным давлением не следите? Его плюс минус лапоть уходом.

Несомненно, слежу. Даже барометр купил, плюс отслеживаю показания по барометрическим логам от бюро метеорологии. Пришел к выводу, что в довольно широком диапазоне изменений атмосферного давления, в диапазоне примерно 1000-1025 мбар, показания SHT45 меняются примерно на 0.1%, от силы на 0.2%. Тому порукой приведенные выше графики, за это время атмосферное давление изменилось примерно на 20 мбар.

[vov4ick 39]

53 минуты назад, =AK= сказал:

Производители датчиков ничего об этом не говорят ни в даташитах, ни в аппнотах.

В документе Handling Instructions For SHTxx Humidity and Temperature Sensors пишут:

Цитата

The sensors are susceptible to pollutants and must be protected from exposure to volatile chemicals, acids, bases, and cleaning agents.

(далее перечень)

Please note that this is not a complete list of harmful substances

В документе Sensor Specification Statement and Testing Guide. Understanding and testing the specifications of RHT sensors

Цитата

2 Testing

2.1 Preparation

To ensure consistent testing of Sensirion SHTxx relative humidity & temperature sensors the following preparation items should be carefully considered:

a) Test Objects: The test series should consist of at least 5-10 sensors, which should be taken out of the original packaging.

b) Conditioning: Make sure that sensors have not been contaminated prior to the testing. Original packaging should not have been fixed with scotch tape, and packaging should not have been stored in plastic bags. If you are unsure whether sensors might have been contaminated or not, follow the re-conditioning procedure (80-90°C [176-194°F] at < 5%RH for 24h (baking) followed by 20-30°C [70-90°F] at > 74 %RH for 48h (re-hydration)).

c) Re-hydration after soldering: In case sensors have been soldered to a PCB board please make sure that the re-hydration procedure (20-30°C [70-90°F] at >74%RH for 48 hours) has been applied after soldering.

d) Test set-up: Make sure that test and reference sensor experience identical humidity and temperature conditions. If possible, make use of a professional humidity chamber. If such a chamber is not available to you, put the reference and test sensor into a closed box and give the set-up time to homogenize. Please make also sure that there are no humidity absorbing materials (silicone sealing, rubber, etc.), nor contaminating materials present near the sensor. More information on contamination can be found in the info sheet “Handling Instructions”.

e) Reference sensor: The reference sensor should be of high reliability. If possible, use a dew point mirror or recently calibrated RH probes.

Испытывают новые датчики из упаковки, а не лежавшие неизвестно где. Ничего нет про солевые ванны с компьютерными вентиляторами.

Там же есть полезный документ "Using the Integrated Heater of SHT4x for Heat-Assisted Polymer Decontamination".

+ По опыту коллег, компьютерные вентиляторы делают из дешёвейших материалов и выделения из них не то что влияют на газовые датчики, а очень заметно пахнут. То же с веществами, посудой и прочим что даётся нюхать датчикам.

Изменено 25 августа пользователем vov4ick

[=AK= 18]

1 hour ago, vov4ick said:

В документе Handling Instructions For SHTxx Humidity and Temperature Sensors пишут:

Sensirion много чего пишет для того, чтобы снять с себя ответственность. Я не собираюсь подавать на них в суд, поэтому все их отбрехивания не представляют для меня никакого интереса. Меня интересуют только технические аспекты, а вовсе не легальные.

1 hour ago, vov4ick said:

По опыту коллег, компьютерные вентиляторы делают из дешёвейших материалов и выделения из них не то что влияют на газовые датчики, а очень заметно пахнут. То же с веществами, посудой и прочим что даётся нюхать датчикам.

Это очень может быть, и это один из аспектов проблем, за которыми я наблюдаю. Вентиляторы сделаны из нейлона, а он очень даже неплохо всасывает влагу. Коробки сделаны из полипропилена, которыый влагу всасывает не так хорошо, но все же влияет.

Решение состоит в том, что каждая коробка с солью работает только со своей конкретной солью. После выдержки примерно в неделю, и материал коробок, и материал вентиляторов по идее должны придти в равновесие с влажностью, задаваемой солью.

1 hour ago, vov4ick said:

Heat-Assisted Polymer Decontamination

К сожалению, этот документ не дает никаких намеков на то, почему "загрязнение" может вдруг случиться, что называется, "на ровном месте", когда никаких таких химикалиев, вроде ацетона, нигде нет и в помине. А уж как избавиться от "загрязнения" я, в общем-то, в курсе, в том числе и без встроенного нагревателя. Я не в курсе, откуда это "загрязнение" вдруг возникает.

[HardEgor 87]

В 25.08.2024 в 15:29, =AK= сказал:

Конечно, совершенства нет. Вопрос лишь в том, что значит слово "подходит". Большинству пользователей вполне "подходит" точность порядка 1...2% RH, которая в принципе вполне достигается современными емкостными датчиками.

2 процента это перебор) Та же Vaisala например на HMP110 даёт от 0 до +40 минимум 1.5% погрешности, и при +20 до 1.1%

А у широкодиапазонных и больше 2% есть.

вот кстати статья про их датчики, там и про испытание химией есть:

 

P2(10)_Ikonen_Finland.pdf

Изменено 25 августа пользователем HardEgor
добавил статью

[=AK= 18]

ДСмысл этого сертификата в том, что д

On 8/26/2024 at 5:08 AM, HardEgor said:

2 процента это перебор) Та же Vaisala например на HMP110 даёт от 0 до +40 минимум 1.5% погрешности, и при +20 до 1.1%

Вопрос точности датчиков влажности очень скользский. Вот, к примеру, все те же два датчика SHT45, которые я переместил из коробки с влажностью 23% в коробку 43%.  Температура в коробках стабильная с колебаниями 0.1С, атмосферное давление за сутки упало с 1022 до 1016 мбар. Вентилятор в коробке по моему недосмотру оказался выключен, поэтому все намного медленнее, чем должно было быть. "Загогулина" в начале графика возникла за счет того, что пока я перекладывал датчики из одной коробки в другую, они несколько секунд побыли в комнатном воздухе с влажностью 55%

Казалось бы, датчик, показанный зеленой линией, - более точный? Не тут-то было.

Аккредитованные лаборатории не держат аттестуемые устройства сутками в камерах с фиксированной влажностью. Oни их держат всего час, после этого снимают показания, пишут отчеты и выдают сертификаты. Через час "черный" датчик показывал 42.5%, а "зеленый" - 42%. Поэтому с точки зрения тестовой лаборатории у "черного" при такой влажности погрешность 0.5% RH, а у "зеленого" 1% RH. Хотя через сутки "зеленый" был раза в три точнее "черного".

На сайте Сенсириона есть некий документ "Calibration Certification", общий для всех их датчиков влажности, который гласит:

The above mentioned products are calibrated to meet the specifications according to the corresponding Sensirion data sheet. Each device is individually tested after its calibration.
Sensirion uses transfer standards for the calibration. These transfer standards are themselves subject to a scheduled calibration procedure. The calibration of the reference itself used for the calibration of the transfer standards is performed by an ISO/IEC 17025 accredited laboratory.

После чего перечисляются всякие регалии их тестовой лаборатории. Однако вменяемого описания что и как они в действительности тестировали нет нигде. Смысл этого документа состоит в том, что "джентльменам надо верить на слово, что их даташиты не врут", ибо на них где сядешь, там и слезешь.

Пара баек про аккредитованные тестовые лаборатории, куда мы время от времени сдаем свои устройства (даталоггеры) на поверку. Лаборатории разные, но все они по каким-то причинам стирали логи. Долгое время мы не знали, что они проделывают с нашими устройствами - устройства возвращались "пустыми" и мы получали только бумажный результат.

В какой-то момент мы добавили в логгеры секьюрити и стали отправлять в лаборатории залоченные логгеры, которые были нами заранее настроны на логгирование с определенным интервалом. Сразу же выяснилось, что одна из лабораторий не выдерживает сенсоры в камере даже один час, а держат всего по 20 минут при каждом значении влажности. За 20 минут у них у самих влажность в камере только-только успевает стабилизироваться. "А чо такова?", ведь в даташитах написано, что сенсор всего за несколко секунд устанавливается до 63% от конечного значения.  С этими хмырями мы дело иметь перестали.

Другая лаборатория честно держала по одному часу. Но только до тех пор, пока мы им не отправили на калибровку логгер с точным и быстрым сенсором. В конечном отчете у него во всех трех точках точность оказалась не хуже 0.6%. Вот только ждали мы этот отчет больше 3-х месяцев: они выжидали, пока память логгера не заполнится и новые логи не затрут старые, чтобы не было видно как его тестировали. Да, не ожидали мы такой подлянки, впредь будем отдавать на тестирование логгеры настроенные на одиночный лог, без перезаписи.

 

[=AK= 18]

Для иллюстрации, график влажности с логгера, отправленного в аккредитованную тестовую лабораторию на калибровку. К сожалению, перед отправкой я его неверно откалибровал на малой влажности, однако при 45% и при 75% он показал неплохой результат. Из графиков можно понять, что тестирующие не ограничились обычным профилем 45%-25%-45%-75%-45%, а погоняли логгер больше, чем обычно положено по регламенту.

При 45% у него погрешность оказалась всего лишь порядка 0.6% RH. Надо только отдавать себе отчет, что намерянная лабораторией погрешность - это филькина грамота. Ведь они меряют при фиксированной температуре, а у всех интегральных датчиков показания заметно "плавают" от температуры, где-то на 0.5...1% RH.

Подозреваю, что логгер гоняли больше положенного, пытаясь обнаружить у него так называемый "гистерезис", абсолютно липовый параметр, который торжественно прописан во всех даташитах и аппнотах. Но не обнаружили.

А вот пример сенсора SHT35, тоже протестированного  в аккредитованной тестовой лаборатории. Вместо 25% он через час выдавал 23.5%, вместо 75% - 75.9%, а вместо 45% - 48.6% или 49.3% в зависимости от того, менялась влажность от низкой к высокой или от высокой к низкой. Вот эта разность 49.3-48.6 = 0.7% RH и есть тот самый липовый "гистерезис". Ежу понятно, что если сенсор подержать в камере подольше, то никакого "гистерезиса" и в помине не будет.

В любом случае, в районе 45% сенсор SHT35 врет больше, чем обещано Сенсирионом. По даташиту погрешность 2%, плюс 0.8% "гистерезис", в сумме максимум 2.8% RH. А в реальности он врал примерно на 4% RH.

Наверное они или в Сенсирионе, или в аккредитованной лаборатории получили "неправильные результаты" из-за того что "не понимают как датчики влажности устроены". 😎 А тот, кто "понимает", тот способен даже у соли запах учуять. 😂

 

[=AK= 18]

Сенсор ENS210 фирмы ScioSense.

1. В коробке с 23% влажности.

2. В коробке с 43% влажности. Черная линия - при переходе от 23% к 43%, зеленая - при переходе от 75% к 43%. Графики еще раз демонстрирует условность параметра "гистерезис", который для этого сенсора заявлен +-0.55% через 2 часа. Лучше бы аппроксимирующий полином приводили. От "гистерезиса" могла бы быть какая-то польза при сравнении датчиков разных производителей. Однако каждый определяет "гистерезис" по-своему, так что пользы от него ноль.

3. В коробке с 75% влажности. Через 18 часов показания выросли до 75.7%