1.本发明属于传感技术领域，特别涉及到湿度间隙测量。
背景技术：
2.现代大型工业关键设备存在着很多狭小曲面层间结构，为确保系统安全，需要测量狭小曲面层间湿度与间隙等信号。由于层间结构空间有限，因此需要减少传感器种类和数量，故而最佳解决方案是用单一传感器实现湿度和间隙测量。平面湿敏线圈既具有湿度-阻抗效应又具有间隙-阻抗效应，因此基于平面湿敏线圈的传感器有潜力用于实现狭小曲面层间湿度与间隙测量。但线圈的湿度响应与间隙响应交织在一起使传感器的湿度响应和间隙响应无法分离，从而对湿度和间隙同时测量产生不利影响。因此，如何能够通过数据转换消除上述不利影响进而实现湿度和间隙的同时测量是亟需解决的难题。
技术实现要素：
3.本发明的目的是为克服现有技术的不足之处，提出一种用于实现湿度间隙同时测量的数据转换方法，包括以下步骤：
4.(1)、构造湿度间隙传感器的间隙-阻抗特性计算模型公式，如式(1)所示：
[0005][0006]
式中，hn(n＝1，2，...，n，n为正整数)为标定湿度值，代表湿度为hn且湿度间隙传感器的阻抗值为z时的间隙值，(t＝0，1，2，...，t，t为正整数)为间隙-阻抗特性计算模型公式的各项系数，所述满足式(2)所示的关系：
[0007][0008]
式中，m为间隙-阻抗特性的标定点个数，zm为第m(m＝1，2，...，m，m为正整数)个标定阻抗值，为湿度为hn的情况下与zm对应的标定间隙值；
[0009]
将测量系统所获取的湿度间隙传感器的阻抗值z
x
代入所述的间隙-阻抗特性计算模型公式(1)，得到湿度为hn且湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值如式(3)所示：
[0010]
[0011]
(2)以(n＝1，2，...，n，n为大于1的正整数)为标定数据构造湿度间隙传感器在阻抗值为z
x
情况下的间隙-湿度特性计算模型公式，如式(4)所示：
[0012][0013]
式中，gh(z
x
)为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
且湿度为h时的间隙值，为间隙-湿度特性计算模型公式的各项系数且满足式(5)所示的关系：
[0014][0015]
式中，n为间隙-湿度特性的标定点个数，hn为第n(n＝1，2，...，n)个标定湿度值，为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
的情况下与hn对应的标定间隙值；
[0016]
(3)构造间隙湿度传感器的湿度-电阻特性计算模型公式，如式(6)所示：
[0017][0018]
式中，r为湿度间隙传感器在湿度为h时的电阻值，k
t
(t＝0，1，2，...，t)满足式(7)所示的关系：
[0019][0020]
式(7)中，n为湿度-电阻特性的标定点个数，hn为第n(n＝1，2，...，n)个标定湿度值，rn为与hn对应的标定电阻值；
[0021]rx
为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度间隙传感器的电阻值，将所述湿度间隙传感器的电阻值r
x
代入所述的湿度-电阻特性计算模型公式(6)，得到湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度值h
x
，如式(8)所示：
[0022][0023]
将h
x
代入公式(4)得到湿度为h
x
且湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值
如式(9)所示：
[0024][0025]
本发明的特点及效果：
[0026]
本发明提出的用于实现湿度间隙同时测量的数据转换方法，利用湿度-电阻特性标定数据构造湿度-电阻特性模型计算公式；利用间隙-阻抗特性标定数据构造间隙-阻抗特性模型计算公式。在测量中，将传感器的电阻值代入湿度-电阻特性模型计算公式得到待测湿度值；然后将传感器的阻抗值代入间隙-阻抗特性模型计算公式得到各标定湿度值下与传感器阻抗值对应的间隙值，进而构造出间隙-湿度关系模型计算公式，再将已得到的待测湿度值代入到所述的间隙-湿度关系模型计算公式得到待测间隙值。用本发明提出的方法能解决传感器的湿度-阻抗效应和间隙-阻抗效应相互干扰对湿度和间隙同时测量产生不利影响的难题，特别适用于现代工业设备狭小曲面层间湿度和间隙测量和多敏感功能可穿戴设备研制等领域。
具体实施方式
[0027]
(1)、对温度间隙传感器施加湿度激励，获取湿度-电阻特性标定数据：[rn，hn]，n＝1，2，...，n。利用所述湿度-电阻特性标定数据构造间隙湿度传感器的湿度-电阻计算模型公式，如式(10)所示：
[0028][0029]
式中，r为湿度间隙传感器在湿度为h时的电阻值，k
t
满足如下关系，如式(11)所示：
[0030][0031]
式中，rn为湿度间隙传感器在湿度为hn时的电阻值。
[0032]rx
为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度间隙传感器的电阻值，将所述湿度间隙传感器的电阻值r
x
代入湿度-电阻计算模型公式(11)，得到湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度值h
x
，如式(12)所示：
[0033][0034]
(2)、对温度间隙传感器施加湿度激励和间隙激励，获取h＝hn时的间隙-阻抗特性标定数据：利用所述湿度-阻抗特性标定数
据构造间隙湿度传感器的间隙传感器的间隙-阻抗计算模型公式，如式(13)所示：
[0035][0036]
式中，为湿度为hn(n＝1，2，...，n，n为大于1的正整数)的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z时的间隙值，(t＝1，2，...，t，t为正整数)满足如下关系，如式(14)所示：
[0037][0038]
式中，m为阻抗-间隙特性标定点个数，zm为第m(m＝1，2，...，m，m为大于1的正整数)个标定阻抗值，为湿度为hn的情况下对应与zm的标定间隙值；
[0039]
将测量系统所获取的湿度间隙传感器的阻抗值z
x
代入所述的间隙-阻抗计算模型公式(14)，得到湿度为hn的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值，如式(15)所示：
[0040][0041]
(2)以为标定数据构造湿度间隙传感器在阻抗值为z
x
情况下的间隙-湿度计算模型公式，如式(16)所示：
[0042][0043]
式中，gh(z
x
)为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
的情况下湿度为h时的间隙值，满足如下关系，如式(17)所示：
[0044][0045]
(4)将h
x
代入公式(16)得到湿度为h
x
的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值如式(18)所示：
[0046]
[0047]
实施例
[0048]
(1)、对温度间隙传感器施加湿度激励，获取湿度-电阻特性标定数据：[r1，h1]、[r2，h2]、...、[rn，hn]。利用所述湿度-电阻特性标定数据构造间隙湿度传感器的湿度-电阻计算模型公式，如式(19)所示：
[0049]
h＝k0+k1r+k2r2+k3r3ꢀꢀꢀꢀꢀ
(19)
[0050]
式中，r为湿度间隙传感器在湿度为h时的电阻值，k0、k1、k2和k3满足如下关系，如式(20)、(21)、(22)和(23)所示；
[0051][0052][0053][0054][0055]
式中，rn为湿度间隙传感器在湿度为hn时的电阻值n＝1，2，...，n。
[0056]rx
为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度间隙传感器的电阻值，将所述湿度间隙传感器的电阻值r
x
代入湿度-电阻计算模型公式(19)，得到湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的湿度值h
x
，如式(24)所示：
[0057][0058]
(2)、对温度间隙传感器施加湿度激励和间隙激励，获取h＝hn时的间隙-阻抗特性标定数据：利用所述湿度-阻抗特性标定数据构造间隙湿度传感器的间隙传感器的间隙-阻抗计算模型公式，如式(25)所示：
[0059][0060]
式中，为湿度为hn(n＝1，2，...，n，n为大于1的正整数)的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z时的间隙值，(t＝1，2，...，t，t为正整数)满足如下关系，如式(26)、(27)、(28)和(29)所示：
[0061][0062][0063][0064][0065]
式中，m为阻抗-间隙特性标定点个数，zm为第m(m＝1，2，...，m，m为大于1的正整数)个标定阻抗值，为湿度为hn的情况下对应与zm的标定间隙值；
[0066]
将测量系统所获取的湿度间隙传感器的阻抗值z
x
代入所述的间隙-阻抗计算模型
公式(25)，得到湿度为hn的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值，如式(27)所示：
[0067][0068]
(3)、以为标定数据构造湿度间隙传感器在阻抗值为z
x
情况下的间隙-湿度计算模型公式，如式(28)所示：
[0069][0070]
式中，gh(z
x
)为湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
的情况下湿度为h时的间隙值，满足如下关系，如式(29)、(30)、(31)和(32)所示：
[0071][0072][0073][0074][0075]
(4)、将h
x
代入公式(28)得到湿度为h
x
的情况下湿度间隙传感器的阻抗值为z
x
时的间隙值如式(33)所示：
[0076]