温度计的湿度什么原理

干湿球法采用间接测量法,通过测量干球和湿球的温度来计算湿度值。所以对使用温度没有严格限制,高温环境下湿度测量不会损坏传感器。

干湿球湿度计的特性:

早在18世纪,人类就发明了干湿球湿度计,干湿球湿度计的精度也取决于两个温度计本身的精度。湿度计必须通风:纱布水套、水质、风速满足一定要求,才能达到规定的精度。干湿球湿度计的精度只有5%-7% RH。

附件:湿度测量的基本概念

在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航空航天等部门,经常需要对环境湿度进行测量和控制。环境温湿度的控制,工业物料水分值的监测和分析已经成为较为常见的技术条件之一,但在常规的环境参数中,湿度是最难精确测量的一个。这是因为测量湿度比测量温度复杂得多。温度是独立测量的,但是湿度会受到其他因素(大气压力和温度)的影响。此外,湿度的校准也是一个难题。国外生产的湿度校准设备非常昂贵。

一、湿度的定义

根据计量定律,湿度定义为 图像状态的数量 。日常生活中的湿度是相对湿度,用RH%表示。总之,就是一种气体(通常是空气体)中所含的水蒸气(水蒸气压)占与其空气体相同时的饱和水蒸气(饱和水蒸气压)的百分比。

湿度与生活的关系由来已久,但很难用数量来表达。湿度用绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比例(重量或体积)等表示。

二、湿度测量方法

湿度测量原则上有二三十种。然而,湿度测量一直是国际计量领域的著名难题之一。一个看似简单的量值,深究起来,涉及到相当复杂的物理 mdash在理论分析和计算中,初学者可能会忽略许多湿度测量中必须注意的因素,从而影响传感器的合理使用。

常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法)、静态法(饱和盐法、硫酸法)、露点法、干湿球法和电子传感器法。

①双压法和双温法基于热力学P、V、T平衡原理,平衡时间长。分流法基于绝对湿度和绝对干燥空气体的精确混合。由于采用了现代测量和控制手段,这些设备可以做得相当精确。但由于它们复杂、成本高、操作费时,主要用于标准测量,其测量精度可达 plusmn相对湿度超过2%。

②静态法中的饱和盐法是湿度测量中最常用的方法,简单易行。而饱和盐法对液相和气相平衡要求严格,对环境温度的稳定性要求高。起床平衡需要很长时间,低湿点需要更长时间。尤其是室内湿度和瓶内湿度相差较大时,每次打开都需要平衡6~8小时。

③露点法用于测量湿空气体达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,精度高,测量范围宽。精密露点仪的精度可以达到 plusmn0.2℃甚至更高。但是用现代的灯光 mdash电冷镜露点仪价格昂贵,通常与标准湿度发生器一起使用。

④干湿球法,发明于18世纪。它历史悠久,使用最广泛。干湿球法是一种间接法,利用干湿球方程来换算湿度值,而且这个方程是有条件的:即湿球附近的风速必须达到2.5m/s以上,这个条件是用常见的干湿球温度计简化的,所以其精度只有5~7%RH,干湿球不是静态法。不要简单的认为提高两个温度计的测量精度就是提高湿度计的测量精度。

⑤电子湿度传感器法

电子湿度传感器产品和湿度测量属于90年代兴起的行业。近年来,国内外湿度传感器的研究和开发取得了很大进展。湿度传感器正从简单的湿度传感器向集成化、智能化、多参数检测方向快速发展,为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件,将湿度测量技术提高到一个新的水平。

三。湿度测量方案的选择

现代湿度测量方案主要有两种:干湿球法和电子湿度传感器法。下面对两种方案进行比较,以便客户选择适合自己的湿度测量方法。

干湿球法的保养相当简单。实际使用时,只需定期给湿球加水,更换湿球纱布即可。与电子湿度传感器相比,干湿球法不会出现老化、精度下降等问题。因此,干湿球湿度测量方法更适用于高温和恶劣环境。

电子湿度传感器的特性:

电子湿度传感器在近几十年,尤其是近20年发展迅速。湿度传感器厂家出厂前都要用标准湿度发生器逐一校准,电子湿度传感器的精度可以达到2%-3% RH。

在实际使用中,由于灰尘、油污、有害气体的影响,湿度传感器使用时间长了会老化,精度下降。湿度传感器的年漂移一般在 plusmn2%左右,甚至更高。一般厂家会注明一次校准的有效使用时间为1年或2年,到期需要重新校准。

电子湿度传感器的精度水平应由其长期稳定性来判断。一般来说,电子湿度传感器的长期稳定性和使用寿命都不如干湿球湿度传感器。

湿度传感器采用半导体技术,所以对环境温度有要求。超过规定温度会导致传感器损坏。

因此,电子湿度传感器湿度测量方法更适用于洁净和常温的场合。

四、湿度传感器选型注意事项

①选择测量范围。

就像测量重量和温度一样,湿度传感器的选择首先要确定测量范围。除气象和科研部门外,温湿度测控一般不需要全湿度范围(0-100% RH)测量。

②选择测量精度。

测量精度是湿度传感器最重要的指标。每次都是改进 mdash百分比,对于湿度传感器来说,是更高的水平,甚至更高的水平。因为要达到不同的精度,它的制造成本差别很大,售价也差别很大。所以用户一定要量体裁衣,不能盲目追求 高大、精致、犀利 。

如果湿度传感器在不同温度下使用,其指示值还应考虑温度漂移的影响。众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重影响指定空房间的相对湿度。温度每变化0.1℃。将出现0.5% RH的湿度变化(误差)。如果在使用中难以保持恒温,则不宜提出过高的湿度测量精度。

在大多数情况下,如果没有精确的温度控制手段,或者被测空室未密封, plusmn5% RH的精度就够了。对于需要精确控制恒温恒湿的本地空房间,或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合,选择 plusmn湿度传感器的精度高于3% RH。

并且准确率高于 plusmn恐怕连校准传感器的标准湿度发生器都达不到2% RH的要求,更别说传感器本身了。相对湿度测量仪,即使在20 mdash在25℃下,要达到2% RH的精度还是很困难的。通常,产品数据中给出的特性是在室温下(20℃ plus Mn;10℃)和清洁气体。

③考虑时间漂移和温度漂移。

在实际使用中,由于灰尘、油污和有害气体的影响,电子式湿度变送器会随着使用时间的延长而老化,准确度下降。电子式湿度变送器的年漂移一般在 plusmn2%左右,甚至更高。一般厂家会注明一次校准的有效使用时间为1年或2年,到期需要重新校准。

④其他注意事项

湿度传感器是气密的。为保护测量的准确性和稳定性,应避免在酸性、碱性和含有机溶剂的环境中进行。避免在多尘的环境中使用。为了正确反映要测量的空之间的湿度,还必须避免将传感器放置在太靠近墙壁的死角或空空气不流通的地方。如果被测房间太大,要放置多个传感器。

有些湿度传感器对电源要求较高,否则会影响测量精度。或者传感器可能相互干扰,甚至无法工作。使用时,应根据技术要求提供符合精度要求的合适电源。

当传感器需要长距离信号传输时,要注意信号衰减。当传输距离超过200m时,建议选择带频率输出信号的湿度传感器。

 
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