濕度精密測量的探討
作者：CEO
時間：2023-01-04
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信息摘要：摘要：本文對新型的電容、電導和熱傳導濕度傳感器及經典的干
、濕球溫濕度計進行了評述
，研制了新的干
、濕溫差溫濕度計，提出了以溫度標定替代濕度標定的方法
。關鍵詞：濕度傳感器濕度標定干
、濕溫差溫濕度計１．濕度測量的現狀我們在濕度的測量與控制的工作中，了解到新一代的電容
、電導和熱傳導濕度傳感器已達到了商品化的實用程度
。這些濕度傳感器均采用了現代半導體技術和微處理器技術...
濕度精密測量的探討
摘要：本文對新型的電容、電導和熱傳導濕度傳感器及經典的干
、濕球溫濕度計進行了評述
，研制了新的干、濕溫差溫濕度計
，提出了以溫度標定替代濕度標定的方法。
關鍵詞：濕度傳感器濕度標定干
、濕溫差溫濕度計
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。保疂穸葴y量的現狀
我們在濕度的測量與控制的工作中，了解到新一代的電容
、電導和熱傳導濕度傳感器已達到了商品化的實用程度
。這些濕度傳感器均采用了現代半導體技術和微處理器技術，使器件的非線性得到了完善的修正
，并出現了低能耗一體化測量模塊
，實現各種智能化的測控功能。現在市售的各種濕度傳感器
，大部分為進口產品
，如深圳光之神公司推出的HIS型濕敏電容及其濕度變送器，設計比較精巧
，可實現
相對濕度、絕對濕度、露點三個熱力學參數的快速測量
，達到的測量精度
，穩(wěn)定性和重現性也較好，但在抗結露能力（防水浸）和抗污染氣氛（酒精
、煤氣
、化肥、農藥等）方面各有不同
。電導性陶瓷燒結的濕敏傳感器性能良好
，長沙華鵬公司自行研制和配套生產的濕度傳感器，標定A
，達到了可在水中長時間泡浸的水平
。這些濕度傳感器代表了現代濕度傳感器的方向，經典的溫濕球濕度表，毛發(fā)濕度計等是不可能與之相媲美的
。
我們在一家儀器商店考察了各種不同廠商生產的濕度計
，發(fā)現沒有一臺數字式濕度計（大多是濕敏電容傳感器）與經典的溫濕球溫濕度表的濕度測量結果相一致，且誤差在以上
，有的甚至在以上
。同一廠家生產的同一型號的產品，濕度測量結果也不完全一致
，只是相差較小
。
由以上分析可知，由于半導體技術
、計算機技術的飛速發(fā)展
，已使新型的濕度傳感器達到了可以商品化生產的實用程度。然而
，尚有以下三個方面的問題：
?div id="jfovm50" class="index-wrap">、僭跇硕ǚ矫妫仨氂袑Ｓ玫臐穸葮硕▋x器
，不能象經典的溫濕球那樣只進行溫度標定
。
②在使用方面軍
，各種新型濕度傳感器都不能覆蓋全部使用范圍
，需要使用者進行適當選擇，從而限制了市場的進一步擴大
。
?div id="jfovm50" class="index-wrap">、墼谠矸矫妫滦蜐穸葌鞲衅魇抢酶鞣N材料對濕度的敏感程度進行間接測量的
，而不能象經典的溫濕球濕度表那樣
，用熱力學定義進行直接測量，并已為廣大使用者所熟知
，可信度好
。
為此，我們開展了一種新濕度傳感器的研制
。
2．新型干濕溫差濕度計的研制
我們從熱力學對相對濕度（RH）的定義出發(fā)
，根據經典的干、濕球溫濕度計的測量方法
，利用微電子技術和單片機技術
，實現了濕度的智能化測量。
新型濕度計的測量精度
，取決于溫度傳感器(1)和溫度傳感器(2)的對稱性
，要求兩支溫度傳感器完全一致
。利用現有的測溫傳感器，熱電阻
、半導體等不難做到只有0.01℃的誤差
，使?jié)穸葴y量有可能達到較高的精度要求。我們用溫度傳感器(2)測出濕球的溫度
，用溫度傳感器(1)測出環(huán)境溫度
，并將兩個溫度值送入單片機，按熱力學對濕度的定義進行數據處理
，計算測量環(huán)境的溫度
、濕度值，并以數字量的形式輸出
。
測試結果表明
，新型干、濕球溫濕度計具有以下特點：
?div id="jfovm50" class="index-wrap">、贉y量精度高
，可達水平，可作濕度標定之用
；
②用溫度標定
，替代濕度標定
，標定精確、容易
；
?div id="jfovm50" class="index-wrap">、蹖崿F了數字化，可直接讀數
，從而克服了經典的干
、濕球溫濕度計不能直接讀數和無電信號輸出等缺點；
?div id="jfovm50" class="index-wrap">、芸尚哦雀?div id="jfovm50" class="index-wrap">，穩(wěn)定性好。這種測量方法基于相對濕度的熱力學定義
，測量結果完全符合國家干
、濕溫差濕度標準。
這種新型濕度計
，可作為濕度的標定儀器
，亦可廣泛應用于氣象、人工環(huán)境實驗室
，作為濕度精密測量和控制之用
。
3．結論
本文提出的新型干濕球濕度計
，吸取經典的干、濕球溫濕度計的測溫原理
，克服了不能直接讀數的缺點
，同時又解決了目前已商品化的各種測濕儀器測量精度低、穩(wěn)定性差
，抗干擾能力弱等諸多問題
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