基于Modbus协议的湿度检定系统设计
电子技术应用
崔学林1，2，梁宝龙2，3，黄斌1，2，陈亮1，2，李伟1，2
1.海南省气象探测中心；2.海南省南海气象防灾减灾重点实验室； 3.海南省五指山气象局
摘要： 为了提高湿度计量的工作效率和数字化安全管理水平，设计了一种基于Modbus协议的湿度检定系统。该系统依托Modbus RTU协议模式、精密露点仪数据格式和Agilent34401A数字万用表可编程仪器的标准命令协议，实现了湿度发生器自动控制，提高了检定效率和数据安全性。湿度检定系统检定结果的扩展不确定度为1.3%。采用测量仪器特性评定和传递比较法对系统测量结果进行验证，测量结果均验证通过，表明系统可进行业务化应用。
中图分类号：P414.8；TN919；TP273 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.244906
中文引用格式： 崔学林，梁宝龙，黄斌，等. 基于Modbus协议的湿度检定系统设计[J]. 电子技术应用，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： 崔学林，梁宝龙，黄斌，等. 基于Modbus协议的湿度检定系统设计[J]. 电子技术应用，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
随着气象事业的迅猛发展，全国已建成三万多个自动气象站。湿度是自动气象站常规观测要素，在环境监测、工业生产、航天军工、科学研究和人民生活等领域有着广泛的应用。气象与国民经济各领域深度融合，气象服务覆盖面和综合效益大幅提升。然而随着气象计量检定覆盖面的扩大，湿度传感器应检数量逐年增多，湿度设备控制、数据采集、结果处理和证书形成等都依赖人工手动操作，易出错，自动化程度差且效率极低；检定数据分散保存，难以进行有效的管理，数字信息化差，检索困难，安全性也得不到保证。当前湿度测量和校准中的难点是湿度是二维变量，和温度相互依存，水以气体、液体和固体三种形态的一相、两相或三相共存，过冷水问题造成了露点测量盲区。湿度控制系统和环境试验设备是湿度测量和校准的核心部分，目前较先进的环境试验设备是高精度和宽量程的双压法湿度发生器，研发湿度控制系统，建立上位机和湿度发生器的通信是实现湿度自动检定的关键技术。
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作者信息：
崔学林1，2，梁宝龙2，3，黄斌1，2，陈亮1，2，李伟1，2
（1.海南省气象探测中心，海南 海口 570203；
2.海南省南海气象防灾减灾重点实验室，海南 海口 570203；
3.海南省五指山气象局，海南 五指山 572200）
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