騰訊數據中心基礎設備質量檢測之溫濕度傳感器篇

騰訊數據中心基礎設備質量檢測之溫濕度傳感器篇

背景：2015年伊始，騰訊數據中心出爐了企業內部適用的MDC南北向接口標準，并于同年3月以深圳某機房為試點整改北向接口完畢。然而類似“濕度0%”等匪夷所思的監控數據卻層出不窮。失去真實可靠的原始數據根基，更深入的數據挖掘分析只是空中樓閣。

（于是我們組織人員**時間趕赴現場，以品牌、型號為分層標準，抽取樣品至騰訊數據中心基礎設施測試平臺，檢驗儀表數據和監控數據的一致性(受氣流等不穩定因素的影響，現場測量的數據跳變不定)。我們使用溫箱等專業測試儀器進行了為期數月的數據可靠性實驗。實驗結果顯示，部分溫度計竟然約有±7℃的誤差，濕度計則有約±30%的誤差，誤差之大令人瞠目！即使向設備供應商提出整改，產品的質量優化效果也不能立竿見影。至此，部分規格不符合要求、質量堪憂或沒有校正功能的儀表將會逐漸退出騰訊數據中心的舞臺，騰訊數據中心也將制定更為嚴格的質量驗收檢測體系，并不斷更新記錄優先選擇的品牌型號儀表的“短名單”。“萬丈高樓平地而起”，更加智能的數據中心自動化運營系統，需要這樣夯實的地基。）

目前騰訊數據中心的溫濕度計芯片絕大部分屬于瑞士品牌Sensirion，其型號有SHT1X、SHT2X、SHT3X、SHT7X等，目前溫濕度計使用頻率*高的是SHT1X和SHT2X，其外觀如圖1：

圖1：SHT1X和SHT2X外觀

SHT1X和SHT2X的芯片參數曲線可以從圖2、圖3看出：

圖3：SHT2X芯片參數曲線

不難看出這兩個系列的傳感器芯片在10-80%RH下，濕度采集較為穩定，不同型號精度各異；然而不同溫度下，兩個型號的傳感器精度差距明顯，SHT2X表現相對較好。

數據中心常用的濕度傳感器的工作原理是怎樣的呢？首先，濕敏元件是*簡單的濕度傳感器，它主要有電阻式、電容式兩大類。

電阻式濕度傳感器原理

 其濕敏電阻的基片上覆蓋著一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。

電容式濕度傳感器原理

 其濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數隨之改變，電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。

騰訊數據中心根據溫濕度計測試樣品（采樣覆蓋MDC用和傳統數據中心環境用的溫濕度計），以及騰訊數據中心具體運營環境，制定如下測試計劃及內容：

一、測試內容：

表1：溫濕度計技術要求

二、測試環境：

騰訊某基礎設施環境實驗室溫箱，箱內環境溫、濕度可調可控。

圖4：恒溫恒濕箱

三、測試設備：

安捷倫34972A、直流電源及串口服務器等。

圖5：溫濕度采集設備

四、測試方法：

1、將溫濕度計放入溫箱并同時接入串口服務器采集數據；

圖6：各品牌型號溫濕度計

2、分步測試15℃、20℃、25℃、30℃四個溫度50%RH下的各溫濕度計的表現，各溫度需等環境溫度穩定后才開始采集數據。

五、測試數據結果

（注:xx℃下溫濕度數據為溫箱設置溫度，而物理溫度數據為精密儀器準確測量而出，以物理溫度數據為真實溫度數據。質檢及格線為溫度±1℃，濕度±10%。由于篇幅原因只列出部分具有代表性的測試數據結果。）

1、15℃下溫濕度數據

圖7：15℃溫度數據匯總

圖8：15℃濕度數據匯總

2、20℃下溫濕度數據

圖9：20℃溫度數據匯總

圖10：20℃濕度數據匯總

3、25℃下溫濕度數據

圖11：25℃溫度數據匯總

圖12：25℃濕度數據匯總

4、30℃下溫濕度數據

圖13：30℃溫度數據匯總

圖14：30℃濕度數據匯總

5、溫升變化如下圖：從圖表來看，各品牌設備溫升基本正常。

圖15：不同溫度下溫升變化曲線

6、濕度變化如下圖：從圖形來看，有四個設備濕度變化較大，但基本在規定范圍之內。

六、測試結論

（經測試如下品牌型號符合騰訊數據中心溫濕度技術要求：華為（ENJ1DETA）、中興（ZX-RHT-11-LCD）、愛默生（IRMS02TH）、拓普瑞（microTP400）、拓普瑞（TP410）、宇泰（UT-5521P）、速力思（S80-A3-ATHT02-A02）、BTR（TH-802P）。）

詳細測試數據如下：

表2：各品牌測試項及表現

表3：各品牌測試項及表現

備注：（溫度精度（優：±0.3℃，良：±0.5℃，合格：±1℃）；濕度精度（優：±1%，良：±3%，合格：±5%））

七、結語

經過此番對溫濕度傳感器的質量抽查測試，我們發現目前騰訊數據中心產品提供商提供的儀表品質良莠不齊。今后，我們還將對騰訊數據中心其他采集設備進行抽查、測試，并及時通過“騰訊數據中心”微信公眾號發布。騰訊數據中心基礎設施測試平臺將嚴把設備設施品質關，篩選出更優的產品以提高自動化運營效率。騰訊數據中心希望，這些質量測試不是基礎設備質量評估的終點，而是其質量進步的起點。