温湿度传感器相对湿度示值误差测量结果的不确定度评定.pdf

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1、第32卷第1期2013年3月海洋技术OCEANTECHNOLOGYV01．32，No．1Mar，2013温湿度传感器相对湿度示值误差测量结果的不确定度评定于建清，程绍华，贾伟广，于惠莉(国家海洋标准计量中心，天津300112)摘要：依据日F1076～2001《湿度传感器校准规范》，以二级分流式湿度发生器、精密露点仪、精密露点仪温度传感器为标准器．以VAIS舡A的HM70型手持式温湿度传感器为研究对象，开展温湿度传感器相对湿度示值误差的试验研究．给出其测量结果的不确定度评定方法和步骤。在相对湿度IO％RH～90％RH时，HM70温涅度传

2、感嚣测量结果的扩展不确定度为1．2％RH～1．7％RH(k=2)。关键词：温湿度传感器；相对湿度；精密露点仪；湿度发生器；测量不确定度中图分类号：P414。TB9文献标志码：A文章编号：1003—2029(2013)01-0083埘湿度是基本的环境参量之一，其准确测量关系到气象观测预报、气候研究、水文学、农业、航空等各领域。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)、干湿球法、露点法和电子式传感器法等I”。电子式湿度传感器于20世纪90年代兴起，由于具有测量准确、显示明确、重复性好的特点，近年来得

3、到广泛应用。目前我国有数十个海洋台站配置了芬兰VAISALA公司生产的HMP45D温湿一体化传感器，用于自动气象观测站进行湿度的测量。本文依据JJF1076-2001{湿度传感器校准规范》闭，开展温湿度传感器相对湿度示值误差的校准试验研究，并根据JJFl059—1999(测量不确定度评定与表示》pl的要求，给出其测量结果的不确定度评定方法和步骤。1测量方法1．1测量依据JJF1076—2001(湿度传感器校准规范>。1．2测量环境条件温度(23±5)℃；湿度小于85％RH。1．3主要标准标准器具为二级精密露点仪，配套设备为分流式湿度发

4、生器、精密露点仪温度传感器，其主要技术指标见表1。表l相对湿度测量的标准器具及主要配套设备的技术指标1．4被测对象VAISALA的HM70型手持式温湿度传感器。1．5测量过程直接比较法。依据JJF1076—2001《湿度传感器校准规范》，在20℃时从低湿(10％RH)到高湿(90％RH)，每间隔10％RH做一个校准点。在每个校准点读数3次，取其平均值。将精密露点仪和被检湿度传感器同时置于分流式湿度发生器测试仓中(中心附近，并尽量彼此靠近)。检定或校准时，由分流式湿度发生器提供稳定均匀的温湿度场，当温度、湿度示值稳定后，分别读取露点仪和

5、被检温湿度传感器的示值，计算示值误差。2数学模型AH=Hs--H(1)收稿日期：2012-07—10基金项目：海洋可再生能源专项资金资助项目(GHME2010ZCl0)；海洋公益性行业科研专项资助项目(200805103)作者简介：于建清(1982一)，女，博士，主要从事海洋水文气象仪器检定与校准工作。海洋技术第32卷式中：巩为精密露点仪的相对湿度标准值(％RH)；日为被检温湿度传感器的相对湿度示值(％RH)；△Ⅳ被检温湿度传感器的相对湿度修正值(％RH)。3不确定度传播率以胡)-(等)2．以¨+等)2．以奶(2)式中：灵敏系数cI=

6、a龋，a日j=l，C2=a胡，a日=一1。4标准不确定度评定测量不确定度来源主要有：(1)精密露点仪引入的标准不确定度u(风)。；(2)分流式湿度发生器测试仓湿度不均匀和波动度引入的标准不确定度u(HB)：；(3)被检湿度传感器湿度示值测量重复性或其分辨力引入的标准不确定度u(日)。4．1精密曩点仪引入的标准不确定度u(H。)。根据GBll605—2005湿度测量方法141，相对湿度的计算公式为：u=等x100(3)硝r)⋯式中：U为相对湿度(％RH)；e(珊为在露点温度死下的饱和水蒸气压(Pa)；e(D为在气样温度F下的饱和水蒸气压

7、(Pa)。饱和水蒸气压采用简化公式计算四：lge=(10．286T。．-2148．4909)／(Tr-35．85)(4)式中：砭为露点温度瓦或气样温度r，(K)。由精密露点仪引入的标准不确定度H(Hs)。为伪：(争)2=(怒]2+[爿4．1．1精密露点仪露点温度引入的标准不确定度U(乃)根据上级检定机构出具的证书，精密露点仪合格，为二级精密露点仪，在一20-40。CDP时，最大允许误差±0．3℃DP。按均匀分布，则其标准不确定度分量为：Ⅳ(瓦)=o．3／压=o．174"(24．1．2精密露点仪铂电阻温度计引入的标准不确定度u(T)(1

8、)铂电阻温度计示值误差引入的标准不确定度分量“(r)，根据上级检定机构出具的校准证书，铂电阻温度计示值误差的不确定度U=O．01℃(矗-2)，则标准不确定度分量为：／,Z(r)I=U／2=0．005℃(2)湿度发生器测试