标准通风干湿表测湿原理及其误差影响因素

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1、标准通风干湿表测湿原理及其误差影响因素　　摘要：本文主要介绍通风干湿表测量湿度的原理，以及根据几年来使用标准通风干湿表的经验谈谈影响标准通风干湿表测量误差的几个因素和如何消除这些影响因素。　　关键词：阿斯曼型通风干湿表；原理；测量误差；影响因素　　一、概述　　空气湿度对人们的生产生活影响很大，测得湿度的大小可以帮人们了解和改变环境。近年来各类温湿度计的检定数量逐年上升，不少计量院所购买的温湿度表检定装置来检定这种温湿度表。根据JJG205-2005《机械式温湿度计》检定规程，温湿度计的检定标准计量器具

2、可以是精密露点仪或者二级标准通风干湿表。相对于价格高昂的精密露点仪，年检定量不多的计量所选择标准通风干湿表作为计量标准器，也是不错的选择。本文主要介绍通风干湿表测量湿度的原理和根据几年来使用标准通风干湿表的经验谈谈影响标准通风干湿表测量误差的几个因素以及如何消除这些影响因素。　　二、通风干湿表测湿度的原理　　湿度是用来表示水蒸气在空气或者其它气体中含量多少的物理量，通常用相对湿度来表示。湿度的测量涉及较为复杂的物理化学因素，且与温度、压力的变化关系密切，因此湿度是一个很难准确测量、校准的量。　　人类早

3、在300年前就发明了干湿球温度计，直到1887年德国人理查德?阿斯曼创制的阿斯曼型通风干湿表才高准确度的测量出湿度，它对干湿表的整体结构、形状、尺寸以及用材表、面覆盖层等都有详细的规定。现代的标准通风干湿表都是以阿斯曼型通风干湿表为原型改进设计出来的。　　通风干湿表上装有干球、湿球温度计各一只，湿球球部包以脱脂纱布套，纱布沾湿后在湿度小于100%的环境中水份就会蒸发，水份的的蒸发量与空气中的水汽压平衡并使湿球温度保持在一定的数值。干球温度计测量当时的气温，就可以利用两个温度计的差值和其它条件计算空气中

4、的水汽压。计算水汽压e的公式：　　e=E2-AP（t1-t2）　　式中：E2----湿球温度对应的饱和水汽压，hPa；　　A----干湿表系数，1/℃；　　P----测量时的大气压力，hPa；　　t1-------干球温度，℃；　　t2-------湿球温度，℃。　　干球表系数A的大小主要取决于湿球周围的气流速度，同时还和湿球球部形状和大小有关。对于某种型号的温度表而言，由于球部形状和大小已经确定，A值主要随湿球周围的气流速度变化。在得到水汽压后就可以计算相对湿度值U：　　U=（e/E1）×100　　

5、式中E1------干球温度对应的饱和水汽压，hPa。　　三、电动通风干湿表的计量特性及影响其准确度的因素　　根据JJG993-2004电动通风干湿表检定规程的电动通风干湿表计量性能为示值误差，见表1　　表1电动通风干湿表示值误差表　　电动通风干湿表等级二级标准工作级　　干球温度/℃±0.08±0.3　　湿球温度/℃±0.08±0.3　　*干湿温度计示值误差的算术差的绝对值/℃0.10.4　　相对湿度（%RH）25　　*注：湿球温度指不装湿球纱布套时的温度　　由上表可以看出规程对于作为二级标准的通风干

6、湿表的计量特性相当严格，因此要了解影响通风干湿表测量准确性的因素才能确保标准器的精度符合规程要求。　　1.温度传感器的影响　　标准通风干湿表的传感器是由两支高精度铂电阻温度传感器组成的，温度传感器的测量结果直接参与湿度计算，所以温度传感器的测量误差将是湿度误差的重要来源。当干湿温度计的误差在0.1℃时，若测量温度在（10～30）℃，它对相对湿度的测量误差影响在1%RH；若测量温度在0℃以下，0.1℃的温度温度误差造成的湿度测量误差将急剧上升，因此在0℃以下通风干湿表就不能做为湿度测量的标准器。要消除温

7、度误差带来的影响，首先保证这两个温度计的误差控制在0.1℃范围内，可定期给这两个温度计做期间核查，核查标准可以是标准铂电阻温度计或标准玻璃温度计。若核查结果有较大的误差，可使用标准通风干湿表的修正功能将测量结果的修正值带入主机参与测量计算，以达到消除误差的目的。　　2.通风速度的影响　　由通风干湿表测量湿度的原理公式可以知道干湿表系数对计算湿度至关重要，影响到干湿表系数的最主要因素是通风的风速。　　图1干湿表系数A与通风速度关系曲线　　从图1中可以看出当风速小于1.5m/s时，干湿球系数受风速影响很大

8、，当风速在2.5m/s以上时，干湿球系数A接近于一个常数。风速也不宜过快，主要是电机发热影响传感器对温度的测量和高风速会使水分蒸发过快导致湿球稳定时间太短。因此使用通风干湿表时要检查电机的状态，并定期用风速仪测量风速，风速要保持在（2.5～4.5）m/s为佳。除了风速，影响干湿球系数A的还有湿球的形状尺寸等等，由于给定的通风干湿表这些参数都是固定的，本文不予讨论。　　3.湿球表面污染引起的误差　　湿球表面的纱布安装是否合理，会影响到湿球温度，从而影响到湿