數字測量

雖然微波濕度測量已被證實優于電阻或電容方法,但與使用數字測量技術的 Hydronix 傳感器相比,模擬測量技術具有很多限制。
模擬微波傳感器通過諧振器的頻移“f”(響應從左向右移動)和振幅衰減“A”(響應高度變化)組合來測量濕度。該組合是作為單個模擬響應測量的,因此,無法將頻移和衰減分離。在 20 世紀 80 年代,Hydronix 推出了創新的數字微波傳感器,可以使用精準的數字技術準確測量頻移組成部分。這一創新不僅提高了精度,還顯著擴大了傳感器可測量的濕度范圍,在該范圍內,傳感器會隨著含水量的增加提供真正的線性響應。
不太先進的傳感器僅測量固定頻率的振幅變化。與使用開放頻段(如防盜報警系統或 Wi-Fi 使用的頻段,分別為 433MHz 或 2.4GHz)在單一頻率范圍內工作的傳感器相比,測量自定義頻率范圍將提供更準確的結果。與測量固定頻率的振幅變化的傳感器相比,生產測量頻移的傳感器所需的組件更復雜,但能提供更好的結果。
右側的圖形中顯示了數字多頻測量和僅測量固定頻率 (f1) 振幅變化的模擬測量之間的差異。隨著濕度的增加,頻率將從 f1 移到 f2,然后移到 f3,然后移到 f4。兩個頻率之間的變換具有類似的振幅。隨著材料變濕,使用數字測量技術的傳感器連續掃描頻率響應并跟蹤相等的頻率變化。
對于相同的濕度變化,僅測量頻率 f1 的振幅變化的單頻傳感器將測量 A1 到 A2、A3 和 A4 的變化。可以看出,隨著材料變濕,傳感器將逐步喪失寄存讀數變化的功能。通常,從大約 12% 起,正常工作的模擬傳感器將喪失寄存額外濕度變化的功能。這不僅影響傳感器寄存高于該含量的濕度變化的功能,而且還意味著整個濕度曲線不再呈線性,如下所示。
使用非線性測量技術的傳感器需要對讀數進行大量數學運算,才能輸出線性的濕度變化響應。這著重說明了宣稱是數字傳感器的模擬傳感器(因為它可以處理信號并輸出看似線性的測量結果)和使用內在線性的數字微波測量技術的傳感器(如 Hydronix 生產的傳感器)之間的主要差異。