關(guān)于溫濕度計的測量原理及使用方法

在工農(nóng)業(yè),、氣象、環(huán)保,、國防,、科研,、航天等部門,，經(jīng)常需要對環(huán)境濕度進(jìn)行測量及控制。對環(huán)境溫,、濕度的控制以及對工業(yè)材料水份值的監(jiān)測與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一,但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中,，濕度是難準(zhǔn)確測量的一個參數(shù)。這是因為測量濕度要比測量溫度復(fù)雜得多,，溫度是個獨立的被測量,，而濕度卻受其他因素（大氣壓強(qiáng)、溫度）的影響,。此外,，濕度的校準(zhǔn)也是一個難題。國外的濕度標(biāo)定設(shè)備價格十分昂貴,。

一,、濕度定義

      在計量法中規(guī)定,濕度定義為"物象狀態(tài)的量"。日常生活中所指的濕度為相對濕度,，用RH%表示,。總言之,，即氣體中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸氣壓）與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸氣壓）的百分比,。
濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系,但用數(shù)量來進(jìn)行表示較為困難。對濕度的表示方法有濕度,、相對濕度,、露點、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等,。

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二,、濕度測量方法

      濕度測量從原理上劃分有二、三十種之多,。但濕度測量始終是世界計量領(lǐng)域中的難題之一,。一個看似簡單的量值，深究起來,，涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理-化學(xué)理論分析和計算,，初涉者可能會忽略在濕度測量中必需注意的許多因素，因而影響傳感器的合理使用,。

      常見的濕度測量方法有：動態(tài)法（雙壓法,、雙溫法、分流法）,，靜態(tài)法（飽和鹽法,、硫酸法），露點法,，干濕球法和電子式傳感器法,。

① 雙壓法,、雙溫法是基于熱力學(xué)P、V,、T平衡原理,，平衡時間較長，分流法是基于濕氣和干空氣的混合,。由于采用了現(xiàn)代測控手段,，這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密，卻因設(shè)備復(fù)雜,，昂貴,，運(yùn)作費時費工，主要作為標(biāo)準(zhǔn)計量之用,，其測量精度可達(dá)±2%RH以上,。

② 靜態(tài)法中的飽和鹽法，是濕度測量中常見的方法,，簡單易行,。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán),，對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高,。用起來要求等很長時間去平衡，低濕點要求更長,。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時,，每次開啟都需要平衡6~8小時。

③ 露點法是測量濕空氣達(dá)到飽和時的溫度,，是熱力學(xué)的直接結(jié)果,，準(zhǔn)確度高，測量范圍寬,。計量用的精密露點儀準(zhǔn)確度可達(dá)±0.2℃甚至更高,。但用現(xiàn)代光-電原理的冷鏡式露點儀價格昂貴,，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用,。

④ 干濕球法，這是18世紀(jì)就發(fā)明的測濕方法,。歷史悠久,，使用普遍。干濕球法是一種間接方法,，它用干濕球方程換算出濕度值,，而此方程是有條件的：即在濕球附近的風(fēng)速必需達(dá)到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計將此條件簡化了,，所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法,，不要簡單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計的測量精度就等于提高了濕度計的測量精度,。

⑤電子式濕度傳感器法

      電子式濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè), 近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步,。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化,、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展,，為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件,，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
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三,、濕度測量方案的選擇

      現(xiàn)代濕度測量方案主要的有兩種：干濕球測濕法,，電子式濕度傳感器測濕法。下面對這兩種方案進(jìn)行比較,，以便客戶選擇適合自己的濕度測量方法,。

      干濕球測濕法的維護(hù)相當(dāng)簡單，在實際使用中,，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可,。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測濕法不會產(chǎn)生老化,，精度下降等問題,。所以干濕球測濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場合使用。

電子式濕度傳感器的特點：

      而電子式濕度傳感器是近幾十年,，特別是近20年才迅速發(fā)展起來的,。濕度傳感器廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來逐支標(biāo)定，電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到2％一3％RH,。

      在實際使用中,，由于塵土、油污及有害氣體的影響,，使用時間一長,，會產(chǎn)生老化，精度下降,，濕度傳感器年漂移量一般都在±2%左右,，甚至更高。一般情況下,，廠商會標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年,，到期需重新標(biāo)定。

      電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷,，一般說來,，電子式濕度傳感器的長期穩(wěn)定性和使用壽命不如干濕球濕度傳感器。

      濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對使用的環(huán)境溫度有要求,，超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞,。

      所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用。

四,、濕度傳感器選擇的注意事項

①．選擇測量范圍

      選擇測量范圍和測量重量,、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍,。除了氣象,、科研部門外，搞溫,、濕度測控的一般不需要全濕程（0-100％RH）測量,。

②、選擇測量精度
      測量精度是濕度傳感器重要的指標(biāo),，每提高-個百分點,，對濕度傳感器來說就是上一個臺階，甚至是上一個檔次,。因為要達(dá)到不同的精度,，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠(yuǎn),。所以使用者一定要量體裁衣,，不宜盲目追求"高、精,、尖",。
      如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響,。*,，相對濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對濕度,。溫度每變化0.1℃,。將產(chǎn)生0.5％RH的濕度變化（誤差）。使用場合如果難以做到恒溫,，則提出過高的測濕精度是不合適的,。

      多數(shù)情況下，如果沒有的控溫手段,，或者被測空間是非密封的,，±5％RH的精度就足夠了,。對于要求控制恒溫,、恒濕的局部空間，或者需要隨時跟蹤記錄濕度變化的場合,，再選用±3％RH以上精度的濕度傳感器,。

      而精度高于±2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到,，更何況傳感器自身了。相對濕度測量儀表,，即使在20-25℃下,，要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（20℃±10℃）和潔凈的氣體中測量的,。

③,、考慮時漂和溫漂
      在實際使用中，由于塵土,、油污及有害氣體的影響,，使用時間一長，電子式濕度傳器會產(chǎn)生老化,，精度下降,，電子式濕度傳器年漂移量一般都在±2%左右，甚至更高,。一般情況下,，廠商會標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定,。

④,、其它注意事項
      濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,，應(yīng)盡量避免在酸性,、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用,。為正確反映欲測空間的濕度,，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大,，就應(yīng)放置多個傳感器,。
      有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度,?；蛘邆鞲衅髦g相互干擾，甚至無法工作,。使用時應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的,、符合精度要求的供電電源。
      傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號傳輸時,，要注意信號的衰減問題,。當(dāng)傳輸距離超過200m以上時，建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。