智能干湿球相对湿度传感器的设计.pdf

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1、智能干湿球相对湿度传感器的设计杨泽林。等智能干湿球相对湿度传感器的设计DesignofIntelligentPsychrometricRelativeHumiditySensor饧潭林李相白李建春回丕主(宁夏大学物理电气信息学院，宁夏银川750021)摘要：针对现有智能干湿球法测湿传感器影响因素考虑不够伞面、功能设计不够灵活等问题，在精确界定测湿系数和风速、环境温度的基础上，提出了一种新的智能十湿球相对湿度传感器的设计方案。从误差控制角度选择该传感器合适的组成器件。并对干湿球温度和大气压进行高精度测量，同时将新型智能干湿球湿度传感器的测量范围扩展到0—80℃。理论

2、分析表明．该传感器的温度稳定判别和容差等功能设置加强了智能干湿球湿度传感器的可操作性，其扩展不确定度高于现有水平。关键词：干湿球法风速高温控制测最不确定度中图分类号：TP212．6；TP216+．1文献标志码：AAbstract：InexistinginteUigentpsychrometrichumiditysensoi∞-theinfluencingfactorshavenotbeenconsideredcompletely-andthefunctionshavenotbeendesignedflexibly。thusonthebasisofaccuratel

3、ydeterminethetemperaturemeasuringcoefficient-windspeedandenvironmentaltemperature，thenewdesignmethodofanintelligentpsychrometrierelativehumiditysensorisproposed．Theappropriatecompositionsofthissensorareselectedfromerrorcontrolangle；thedry-wettemperatureandatmosphericpressurearemeasure

4、dprecisely。andthemeasurementrangeofthissellsorisexpandedto0—80℃．Thetheoreticalanalysisshowsthatthefunctionsettingsofthe跎n∞rfortemperaturestabilitydis-tinguishandtoleranceenhancestheoperabilityandexpandstheexistinguncertaintylevel．Keywords：PsyehrometricmethodWindspeedHishtemperatureCon

5、trolUncertaintyofmeasurement0引言湿度测量最主要的方法有干湿球测湿法和电子式湿度传感器测湿法。与电子式湿度传感器相比，干湿球测湿法的维护相当简单，在实际使用中，干湿球测湿法只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可；并且干湿球测湿法不会产生老化、精度下降等问题，所以，干湿球测湿方法更适合于在高温及恶劣环境的场合使用⋯。针对智能干湿球湿度传感器的设计和使用，科技丁作者作了大量的研究工作。风速、空气温度对测湿系数的影响都有理论分析旧1。但现行的设计对于风速都没有进行精确的控制；高温对测湿系数的影响也止步于理论分析且计算比较粗糙；湿球温度的稳定判别

6、测量也未见考虑，且该方法的工作温度范围较小。通过器件温、湿度工作范围的选择以及对相应问题的研究，设计了测量范围为0—80℃的高精度智能干湿球湿度传感器。宁夏高校科学研究基金资助项目(编号：200804)。修改稿收到日期：2009一09一14。第一作者杨泽林。男，1957年生。1982年毕业于宁夏大学物理专业．获学士学位，教授；主要从事智能仪器与检测技术、EDA技术的研究。1干湿球法测量分析1．1干湿球法测湿原理干湿球湿度计由两支相同的温度计组成¨’：一支称为干球温度计，暴露在空气中，用以测量环境温度，示值用t。表示；另一支为湿球温度计，其温泡用湿球纱布套包裹，并与

7、盛有纯水的容器相连。由于水蒸发需要吸收热量，从而使湿球的温度下降，因此，湿球温度计的示值用t。表示。通常把干球温度t。与湿球温度t。之差称为于湿差。干湿球法测湿的关键是获得准确的十、湿球温度，然后借助干湿球方程换算出湿度值。干湿球测温的公式为"1：U：—eh-A—PAt×100(1)eI式中：u为相对湿度；e。为湿度温度下的饱和水气压，Pa；e．为干球温度下的饱和水气压，Pa；A为测湿系数；P为大气压力，Pa；At=(t．一t。)为干湿差，℃。通过对Goff-Grattch方程求逆的方法来求饱和水气压非常困难，因此，通常用饱和水气压的简化公式计算。而简化公式很多，

8、一般采用以