第三章 湿度测量
湿度的测量
湿球蒸发消耗的热量为：
Qm kL(Tw )[rs (Tw ) r]
kL(Tw )[rs (Tw ) r] h(T Tw)
0.622kL p [es (Tw ) e] h(T Tw )
故
e
es
(Tw )
ph 0.622kL(Tw )
(T
Tw )
es (Tw ) Ap(T Tw )
显示灵敏度：
± 0.1 ℃
样气压力：
0.1 MPa/cm2
样气流量 ： 0.4 -1.0L∕min
显示器：
16 x 2 液晶屏
额定工作电压： 220VAC 50Hz
外形尺寸（W）360x（D）350x （H）135mm
重量：
8.6Kg
便携式温湿度露点测量仪
只要计算机与测量仪相连，可随时将温湿度露点值通过串口存 入计算机的数据库中。还可以定时自动导入数据。
玻璃温度表的读数可估读到0.1C；对相对湿度产生 的误差为： 30C时，误差约 1%；
-30C时，误差约 18%。 我国规范规定：-10C以下停止使用干湿球温度表。
＆3 毛发湿度表
一.测湿原理： 湿度从0~100% 时，毛发伸长2.5%， 伸长量
与湿度变化成正比
二.毛发伸长量与相对湿度的关系 相对湿度0~100%时，长度变化L
其中 A 0.6221L称Tw为 h干湿表系数,可取作 上式称为干湿表(绝对湿度)方程.
A 6.2104
二、湿球结冰时的湿度计算公式
湿球结冰时，湿球的冰面直接升华成水汽。冰的升华损失 的热量与对流热交换相互平衡。因此上式将改写为：
e esi (Tw ) Ai p(T Tw )
湿度测量
氯化锂电阻湿度传感器使用必知：
制成几种不同氯化锂浓度涂层的测头。
最高安全工作温度为55℃。 溶液需定期更换。 带有温度补偿电路。
第三节 氯化锂露点式湿度计
一、氯化锂露点湿度传感 器测湿原理 纯水和氯化锂饱和蒸气压 力曲线—图3-6。 测出Tc→图3-6→Tl 干球温度T
φ
二、氯化锂露点湿度测量传感器
二、氯化锂电阻湿度计
氯化锂在大气中强烈吸湿、 不分解、不挥发、不变质。 ●原理： 空气相对湿度→氯化锂溶液 吸湿→电阻率改变 ●结构：图3-5 ●优点：结构简单，体积小， 氯化锂溶液电阻→交流不 反应速度快，灵敏度高(可 平衡电桥→电桥对角电位 测φ=±0.14%变化)。 差→空气相对湿度 ●缺点：每种测头的量程较 窄，互换性差，易老化，耐 热性差。
●毛发、尼龙丝湿度计：利用相对湿度与 伸长率的关系。 ●光电式露点湿度计：通过金属镜面结露 与不结露反射、散射作用的不同，调节 镜面温度至露点温度。 ●电容式湿度传感器：利用高分子介质吸 湿性，改变其介电常数，使元件的电容 量变化，再转换为电压。 ●热敏电阻湿度传感器：用热敏电阻测量 绝对湿度。
第 三 章作业
干球
湿球 干湿球湿度计外形及原理
另一种干湿球湿度计结构
顶部装风扇，使空气流动
作用： ①受周围空气流动速度影响较小。 ②使热电阻周围的热湿交换加快， 减小时间常数。
测湿原理：根据干球温度和湿球温度或两者温 差就可以确定被测空气的相对湿度大小。
当大气压力和风速不变时，被测空气对应湿球温度下 的饱和水蒸气压力和干球温度下的水蒸气分压力之 差，与干湿球温度之差之间的关系为： P bS P q AB T TS
VCE f T VAB g Ts
湿度检测原理
湿度检测原理
湿度检测原理是通过测量空气中的水蒸气含量来确定湿度水平的方法。
具体原理如下：
1. 直接测量湿度：这种方法使用吸湿剂或化学物质来吸收空气中的水分，然后测量吸湿剂或化学物质的质量变化。
根据吸湿剂或化学物质的质量变化可以推算出湿度水平。
2. 电容法：这种方法使用电容传感器来测量空气中的水分含量。
电容传感器的两个电极之间形成一个电容，当空气中的水分含量增加时，水分分子会附着在电极表面，改变电容值。
通过测量电容值的变化可以计算出湿度水平。
3. 电阻法：这种方法使用电阻传感器来测量空气中的水分含量。
电阻传感器通常包含两个金属电极，当空气中的水分含量增加时，水分分子会在电极之间形成导电路径，改变电阻值。
通过测量电阻值的变化可以确定湿度水平。
4. 介质吸湿法：这种方法利用一种具有特殊属性的介质，当介质吸收了空气中的水分后，其物理特性会发生变化。
通过测量介质的物理特性变化，可以推算出湿度水平。
5. 光学法：这种方法利用光的传播特性受湿度影响的特点。
通过测量光的透射或反射能力的变化，可以间接得到湿度水平的值。
这些湿度检测原理在实际应用中可以根据需要选择合适的方法
进行测量，并通过相关的电路和算法将测量结果转化为湿度数值。
测量湿度原理
测量湿度原理
湿度的测量是通过测量空气中的水蒸气含量来实现的，具体原理有以下几种：
1. 相对湿度测量原理：相对湿度是指空气中实际含水蒸气的压强与该温度下饱和水蒸气的压强之比。
常用的相对湿度测量方法包括导电式、电容式和红外线式。
其中，导电式利用导电材料的电导率随湿度变化而变化，电容式则是通过测量电容与湿度之间的关系来确定相对湿度。
2. 电解测湿法原理：电解测湿法是利用电解质在不同湿度下的电导率变化来测量湿度的方法。
通常需要一个电解质传感器，通过浸泡在电解质中的电极测量电导率，进而确定空气中的湿度。
3. 化学测湿法原理：化学测湿法是利用某些化学物质在不同湿度下的颜色或质量变化来测量湿度的方法。
例如，通过浸泡在特定化学药剂中的纸或膜可以因湿度变化而改变颜色或重量，进而间接测量湿度。
4. 电子捕湿法原理：电子捕湿法是利用一种含有特定化学物质的传感器，该物质会吸附湿度而形成电荷变化，然后通过测量电荷变化量来确定湿度。
常见的电子捕湿法传感器包括电子捕湿树脂、电子捕湿膜等。
综上所述，测量湿度可以通过相对湿度测量原理、电解测湿法原理、化学测湿法原理以及电子捕湿法原理等多种方式实现。
湿度测量方法
湿度测量方法湿度测量是一种常见的物理量测定方法，它可以用来测量环境中气体和液体中的水分含量。
通常，湿度用“相对湿度”来表示，它是空气中的水分质量与其最大潜热量的比值。
如果在恒定的温度下，空气的水分质量越大，相对湿度也越大。
不同的相对湿度范围对人体来说是不同的，一般来说，30%~70%的相对湿度最为适宜。
湿度的测量主要有以下几种方法:1、湿度表法：湿度表法将探测物体表面上水分蒸发成蒸气形成的水分液成固定比例罐中，用蒸发湿度表来测量湿度。
2、激光测湿仪：激光测湿仪采用克朗森分析原理，将激光束发射在待测物体表面上，由激光束反射后，探测其穿透物体大气层中水分含量，测量湿度。
3、水滴冷却法：水滴冷却法会将湿度反映出来，它利用水滴在一定的温度、干预压力下冷却的温度降低速率来测量湿度的大小。
4、电容式湿度传感器：改变湿度时，会使得吸入电容器可以形成一直变化的湿数值，这里利用电容反复改变其电容大小来检测湿度大小，根据定律求出其对应的湿度。
5、吸湿电位计：该装置利用吸湿性材料（一般为橡胶）接触到不同的湿度气体时，有一定的电位变化，利用橡胶的吸湿性，可以测量其相应的湿度。
湿度的测量是衡量空气条件的必要工作，可以为物理化学实验、农业生产、气象研究等提供参考依据，对决策、危险性控制、工作人员呼吸健康、有害蒸气测量等领域有着十分重要的意义。
另外，从房屋建筑工程和农业畜牧科学环境保护两个方面，都考虑到了湿度的测量。
因此，湿度的测量对环境的健康非常重要，它不仅是一项重要的科学研究项目，而且也是预测灾害事件发生的关键环节。
要想知道相对湿度，需要采用适当的仪器测量。
同时，也要特别注意湿度测量时温度的影响，以免受到影响得出错误的结果。
湿度测量
湿度的测量方法 干湿球法
简单干湿球湿度计 露点法
露点湿度计 吸湿法
氯化锂电阻式 高分子电阻式，高分子电容式
金属氧化物陶瓷电阻式，金属氧化物膜 电阻式
普通干湿球湿度计的基本原理为：当大气压力B 和风速v不变时，利用被测空气相应于 湿球温度 下饱和水蒸气压力 和干球温度下的水蒸气分压 力之差，与 干湿球温度之差 之间存在的数量关 系 来确定空气湿度。
它具有灵敏度高、线性 度好、响应时间快、易 小型化以及制作工艺简 单、成本低、使用方便 等优点。
HPR-MQ-M52R
（M52R）是一款环保型 的高分子湿度传感器。 在空调、加湿器、除湿 机等民用家电产品中有
广泛的应用。
金属氧化物陶瓷湿度传感器
陶瓷的微细孔 吸附或释放水分子 使电阻发 生变化
❖ 环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补 偿。
❖ 最高使用温度55℃，当大于55℃，氯化锂溶液 容易蒸发。
多个并联，从而扩大氯化锂湿度计的 测量范围
r
r
r
r
A
RAB=f()
B
R4
R3
R2
R1
75~95% 55~75% 35~55% 15~35%
高分子湿度传感器
1.高分子电容式湿度传感器
C S / d
高分子电容式湿度传感器
特点：迅速吸湿、脱湿，滞后小，响应快， 不受气流速度影响，测量范围宽，抗污染 能力强，稳定性好。
2.高分子电阻式湿度传感器
感湿膜为固体电解质 当相对湿度大时，膜中的可 移动离子浓度增大，电阻减 少，当相对湿度降低时，膜 中的可运动离子浓度减少， 电阻阻值增大。
电阻的变化与湿度非线性 有温度系数
氯化锂电阻湿度计
湿度测量
一、湿度定义在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。
日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。
总言之，即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。
二、湿度测量方法湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。
但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。
一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因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，干湿球法和电子式传感器法。
① 双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。
由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达±2%RH以上。
② 静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，简单易行。
但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求较高。
用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。
特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6~8小时。
③ 露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。
计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。
但用现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。
④干湿球法，这是18世纪就发明的测湿方法。
历史悠久，使用最普遍。
干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。
普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。
热工测量第3章湿度测量
热工测量
3.1 概述 3.2 干湿球法湿度测量 3.3 露点法湿度测量 3.4 氯化锂电阻式湿度计 3.5 其他湿度传感器
3.1 概述
空气湿度是表示空气干湿程度的物理量,是反映空气中水蒸气 含量多少的尺度。在通风与空调工程中,空气湿度与温度是两个相关的 热工参数,它们具有同等的重要意义。在很多部门,如气象、科研、农 业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等,都需要对湿度进行测量和 控制。要能有效地控制湿度,只有对湿度进行准确的测量方能实现。
气含量,其数学表达式是：
式中,d为含湿量(g/kg);ms 为湿空气中水蒸气的含量(kg);mw为
湿空气中干空气的含量(kg);
(3)相对湿度 相对湿度定义为湿空气中水蒸气分压力与同温
度下饱和水蒸气压力之比,并用百分数表示,其数学表达式为：
式中,ps为湿空气中水蒸气分压力(Pa);p b为饱和水蒸气压力
1.空气湿度的表示方法 常用来表示空气湿度的方法有:绝对湿度、含湿量、相对湿度和露 点温度。大多数湿度测量仪表都是直接或间接地测量空气中的相对湿 度。 (1)绝对湿度 绝对湿度定义为1个立方米的湿空气,在标准状态下 (即0℃、1.013 25×2)含湿量 含湿量定义为对应于1kg干空气的湿空气中的水蒸
湿度测量
第三章 湿度测量
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第三章 湿度测量
测量桥路： 两个桥路通 过电阻R连接， 构成双电桥。
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U CE f CE (t w )
第三章 湿度测量
U AB f AB (t S )
通过调节可调电阻R的滑动触头，使检流计为0，可得 UDE=UAB。
RDE
f AB (t S ) U DE U AB U AB U CE R R I CE U CE f CE (t w ) R
第三章 湿度测量
在通信行业的应用： 确保设备可靠性
为避免因空气干燥引起静电，烧 坏电路板，造成线路瘫痪，从而引 发事故，同时保持设备的最佳运转 状态，延长设备的使用寿命，通信 行业动力机房环境对湿度和温度有
着严格的要求 。
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第三章 湿度测量
在航天科技中的应用：将乘员舱大气湿 度控制于乘员的舒适水平
HNP-50型冷镜式露点仪
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第三章 湿度测量
第三节 氯化锂电阻湿度计 属于吸湿法测量， 根据氯化锂的吸湿 特性和氯化锂吸湿后 电阻变化特性。 一．传感器 形式：
R
感湿 膜
梳状、柱状。
梳状
柱状
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第三章 湿度测量
注意：
为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两端应 接交流电。
量程窄，一般为15%～20%，例如，0.05%的 浓度对应感湿范围为80%-100%，0.2%的浓度 对应的感湿范围为60%-80%。 环境温度对输出影响较大，因此要进行温度 补偿。 最高使用温度55℃，当大于55℃，氯化锂溶 液容易蒸发。
根据这一关系计算出RDE和相对湿度的关系，在可调电阻上 进行分度，实现相对湿度的测量。
实习三 空气湿度的观测
E es es0 exp(17.269t / 237.3 t )
r U e 100% d E e
E
td ?
利用湿度查算表查算湿度
湿度查算表依据的计算公式
e Ew AP(t tw )
Ew es0 exp(17.269 tw / 237 .3 tw )
1.毛发测湿
脱脂毛发上有很多小孔，具有吸湿的特性，使 其长度随相对湿度的变化而变化。利用这一特性，
可做成各种毛发测湿仪器。
指针式毛发湿度表示意图
脱 脂 毛 发
指针式毛发湿度表
毛发湿度计
2.湿敏电容测湿
芬兰Vaisal公司开发的一种高分子薄膜能
吸附水分子，其介电常数随空气湿度变化，利 用这一特性，可制作湿敏电容湿度计。
计算出e以后，其它的湿度特征量都容易计算 出来。
各种干湿表的A值(P.29 表3-3)
干湿表型号（通风速度：m/s） A(×10-3/℃)
湿球未结冰 湿球结冰
百叶箱通风干湿表(电动通风3.5) 0.667 0.588* 通风干湿表(机械或电动通风2.5) 0.662 0.584 百叶箱球状干湿表(自然通风0.4) 0.857 0.756 百叶箱柱状干湿表(自然通风0.4) 0.815 0.719
测湿原理常用的测湿仪器及其使用方法干湿球测湿法原理与计算查表法求算湿度退出退出干湿球测湿湿敏电容测湿毛发测湿脱脂毛发上有很多小孔具有吸湿的特性使其长度随相对湿度的变化而变化
一 测湿原理 二 常用的测湿仪器及其使用方法 三 干湿球测湿法原理与计算 四 查表法求算湿度
退出
一、测湿原理
1 毛发测湿 2 湿敏电容测湿 3 干湿球测湿
湿度测量原理
湿度测量原理
湿度测量原理是通过测量空气中水蒸气含量来确定湿度的。
一种常用的湿度测量方法是利用湿度传感器，其工作原理基于水分对介电材料的影响。
具体而言，湿度传感器通常采用一种称为“湿度敏感元件”的材料，如聚合物或陶瓷。
这些材料的电学性质会受到水分的变化而发生改变。
湿度传感器中的湿度敏感元件通常被制成一种结构复杂的薄膜或多层结构。
当环境中的水蒸气浓度发生变化时，敏感元件的导电性能也会发生相应变化。
这种变化可以通过测量电阻、电容、电感等电性参数来确定。
在实际测量中，常用的湿度传感器包括电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器。
电阻式湿度传感器测量的是材料电阻的变化，而电容式湿度传感器则测量的是材料电容的变化。
这些传感器可以与电路或仪器连接，转换为湿度值。
另外一种常见的湿度测量原理是透湿膜法。
透湿膜法利用一种特殊的透湿膜，该膜能够通过水分分子，但不允许其他气体通过。
通过测量透过透湿膜的水分分子数量，可以确定空气中的湿度。
总的来说，湿度测量原理可以通过测量介电材料的电学性质变化或透过透湿膜的水分分子数量来确定湿度。
不同的湿度传感器和方法在实际应用中具有各自的优缺点，选用适合的测量原理可以提高湿度测量的准确性和稳定性。
湿度测量原理与公式
湿度测量原理与公式1. 湿度的定义湿度是指空气中水蒸气的含量，通常以相对湿度的形式表示。
相对湿度是指在一定温度下，空气中所含水蒸气的实际含量与该温度下空气中水蒸气的最大可能含量之比。
2. 湿度测量原理湿度的测量原理基于空气中水蒸气的物理性质和现象。
常见的湿度测量原理主要有以下几种：2.1 干湿球温度差法干湿球温度差法是一种常用的湿度测量方法。
该方法利用了水的蒸发过程中释放热量的特性，通过测量干湿球的温度差来计算相对湿度。
2.2 电阻式湿度传感器电阻式湿度传感器利用了一种特殊的电阻材料，在不同湿度条件下电阻值发生变化的原理。
通过测量电阻值的变化，可以计算出相对湿度的值。
2.3 电容式湿度传感器电容式湿度传感器利用了空气中水分对电的影响来测量湿度。
当水分增加时，电的电容值会发生变化，通过测量电容值的变化可以得到相对湿度的值。
2.4 光学湿度传感器光学湿度传感器通过测量空气中湿度对光的折射率的影响来测量湿度。
湿度越高，光的折射率越大，通过测量折射率的变化可以得到相对湿度的值。
3. 湿度测量公式不同湿度测量方法对应的公式略有不同，以下是其中几种常见的湿度测量公式：3.1 相对湿度公式相对湿度的公式为：$$RH = \frac{PV}{P_{sat}} \times 100\%$$其中，$RH$代表相对湿度，$PV$代表实际水蒸气压力，$P_{sat}$代表该温度下水蒸气的饱和蒸汽压力。
3.2 白球温度公式白球温度的公式为：$$WBGT = 0.7 \times T_n + 0.3 \times T_w$$其中，$WBGT$代表白球温度，$T_n$代表干球温度，$T_w$代表湿球温度。
4. 总结湿度的测量原理和公式可根据具体的测量方法进行选择和应用。
干湿球温度差法、电阻式湿度传感器、电容式湿度传感器和光学湿度传感器是常见的湿度测量方法，它们对应的公式也有所不同。
根据实际需求选择合适的方法和公式进行湿度测量。
温湿度的测量
环境温湿度的测量
实验目的：
1、学会使用普通干湿球温度计和通风干湿球温度计。
2、测量室内和室外环境的温湿度差。
实验原理：
1、水分的蒸发会带走物体表面的热量，致使物体表面的温度降低。
2、湿球与干球之间的温度差与环境的相对湿度有一个相应的关系，但该关系是非线性的。
可以通过查阅表格得到。
3、物体所处的环境的空气的流速越大物体表面的水分蒸发的越快，进而物体表面的温度降低越快。
4、毛发遇水膨胀，失水收缩。
实验用具：通风干湿球温度计、普通干湿球温度计
实验步骤：
1、调节通风干湿球温湿度计。
将通风干湿球温度计打水上发条后，放置15分钟，期间不断上发条，确保其正常通风。
如此重复两次，确保温度计的数据准确。
2、调节普通干湿球温湿度计。
向湿球中加入少量水后，将其放置30分钟。
3、调节自记式温湿度计。
用毛笔蘸少量水润湿毛发，直到其升至最高刻度且稳定时，调节旋钮使其指针指向95%-100%，然后等到其数据回落且稳定时，用通风干湿球温度计数据校准。
温度部分用通风干湿球温度计数据校准。
注意事项：
1、使用前应该保证温湿度计可以正常使用。
2、自计式温湿度计使用前需要矫正。
实验结论与讨论：
1、在实验当天室内和室外的湿度相差不大。
但是使用通风干湿球所测得的环境湿度比普通干湿球所测的湿度要小得多，经过小组成员的讨论与分析得知，可能是因为通风干湿球的周围的风速较大导致其测得的环境相对湿度较小而导致的。
实验三 空气湿度的测定及查算
实验三空气湿度的测定及查算一、实验目的：了解通风干湿表的测湿原理，掌握测湿方法，并能熟练地进行湿度查算。
二、通风干湿表测湿：1、构造原理：通风干湿表的作用原理与百叶箱干湿表基本相同，不同的地方是：温度表球部装在与风扇相通的管形套管中，利用机械或电动通风装置使风扇获得一定转速，处在风扇近旁的空气因风扇转动产生离心力而被排出，使通风器和通风管内的空气变得稀薄。
这时，外边的空气就从温度表球部通风管道流入填充。
风扇不停的转动，这种空气流动过程就继续下去，使球部处于≥2.5米/秒的恒定速度的气流中。
由于球部双层金属护管表面镀有镍或铬，是良好的反射体。
因此，通风干湿表不需要安装在百叶箱内，可以露天装置，具有体积小，携带方便，适于野外，是农业小气候观测的必备仪器之一。
2、使用方法：①、把仪器固定在不同高度的小气候观测架上，也可持在手中，仪器垂直安放。
较低时，（50厘米以下）应水平放置，避免阳光直接照射球部。
这项工作应提前10－30分钟完成。
②、读数前4-5分钟用滴管湿润纱布，然后上好风扇发条，上发条切忌过紧，应剩下一转，然后离开仪器。
③、读数：正点进行观测，应站在仪器北面，读取t和t′。
④、当外界风速大于4米/秒时，应将防风罩套在风扇迎风侧的缝隙处。
⑤、连续使用一台仪器时，应注意补上发条和保持湿球纱布湿润。
一般，每测一个高度，补上一次发条，5－20分钟湿润一次纱布。
⑥、当气温低于零度时，为使温度表充分感应外界情况，应于观测前半小时湿润纱布并上好发条，然后在观测前4分钟再通风一次，但不再湿润纱布，正点观测。
3、查算方法：干湿球温度表放置在同一环境中，二者可以表示不同的湿度，干球较高，湿球较低。
这是由于湿球纱布上的水分不断蒸发而消耗部分热量，使得湿球温度降低，其差值叫干湿差。
空气温度越小，干湿差越大。
根据这种原理，制成专门的湿度查算表（中国气象局编制，1980年）。
此查算表主要由表1（湿球结冰），表2（湿球未结冰）及表3（湿球温度的气压订正值）等组成。
物理实验技术中的湿度测量使用方法
物理实验技术中的湿度测量使用方法湿度是我们生活和工作中一个非常重要的参数。
在物理实验中，湿度测量对于研究物质性质和实验结果的准确性有着关键的影响。
本文将介绍一些常见的湿度测量使用方法，并探讨其原理和适用范围。
一、湿度测量的基本原理湿度是指空气中所含水蒸气的含量。
常见的湿度测量方法主要有相对湿度和绝对湿度两种。
相对湿度是指空气中水蒸气的含量与其饱和水平的比值，通常以百分比表示。
绝对湿度则指空气中单位体积的水蒸气质量，以单位克/立方米或克/千克表示。
二、湿度测量的仪器和方法1. 湿度计湿度计是最常见也是最简单的湿度测量工具。
其中，相对湿度计分为机械湿度计和电子湿度计两种类型。
机械湿度计通过测量水蒸气的吸附或吸湿对器件的影响来计算相对湿度。
电子湿度计则利用电子传感器检测空气中的水分含量，精度更高且不受环境影响。
湿度计可广泛应用于实验室、工业生产和室内环境等领域。
2. 饱和蒸气压法饱和蒸气压法是一种常用的绝对湿度测量方法。
它基于饱和蒸气压与温度的关系来计算空气中的水分含量。
常见的实验装置有湿度瓶和露点仪。
湿度瓶通过在一定温度下将一定体积的空气与饱和溶液接触，测量水分向溶液中传递的质量变化，从而推导出绝对湿度。
露点仪则是通过降低空气温度，使其饱和蒸气压与实际湿度相等，从而测得当时的露点温度，再通过露点与实际温度的关系计算得到绝对湿度。
3. 湿度干球湿球差法湿度干球湿球差法也是一种常见的湿度测量方法，适用于相对湿度测量。
它利用湿度计和温度计进行测量，其中湿度计称为湿球温度计，温度计称为干球温度计。
通过测量湿球温度和干球温度之间的差值，结合温度与相对湿度之间的关系曲线，就可以确定相对湿度的数值。
4. 电容湿度传感器电容湿度传感器是一种基于电容变化原理的湿度测量装置。
它利用材料的吸湿性质，使得电容值随着湿度的变化而变化，通过检测电容值的变化来测量湿度。
与其他湿度测量方法相比，电容湿度传感器具有响应快、准确度高、体积小和功耗低等优点，广泛应用于仪器仪表领域。
湿度测量原理
湿度测量原理湿度是指空气中水汽含量的多少，通常以相对湿度来表示，是空气中水汽含量与该温度下最大可能含量的比值。
湿度的测量在许多领域都具有重要的意义，比如在气象学、农业、工业生产等方面。
本文将介绍湿度测量的原理及其常见的测量方法。
首先，我们来了解一下湿度测量的原理。
湿度的测量原理主要包括干湿球法、电容式法、电阻式法和红外线法等。
其中，干湿球法是利用湿度对干湿球温度差的影响来测定相对湿度的一种方法。
电容式法则是利用介电常数与相对湿度之间的关系来测量湿度。
电阻式法是通过湿度对一些湿度敏感材料电阻的影响来实现湿度的测量。
而红外线法则是通过测量水蒸气对红外线的吸收来实现湿度的测量。
在实际应用中，常见的湿度测量方法包括湿度传感器、潮湿球法和化学法等。
湿度传感器是目前应用最为广泛的一种测量方法，它可以通过测量介电常数、电阻或红外线的方式来实现湿度的测量。
潮湿球法则是通过将一个湿度传感器与一个干湿球传感器放在一起，通过测量它们之间的温度差来计算相对湿度。
而化学法则是通过一些化学试剂对水蒸气的吸收来实现湿度的测量。
需要注意的是，在进行湿度测量时，应当考虑到环境的影响，比如温度、压力等因素。
此外，不同的测量方法具有不同的精度和适用范围，因此在选择测量方法时，需要根据具体的应用场景来进行选择。
总的来说，湿度的测量原理涉及到物理、化学等多个领域的知识，不同的测量方法有着各自的特点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体的情况来选择合适的测量方法，并考虑到环境因素对测量结果的影响。
希望本文能够为大家对湿度测量原理有所了解，并在实际应用中起到一定的帮助。
湿度测量湿度测量概述
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第五节 金属氧化物湿度传感器
一．金属氧化物陶瓷湿度传感器
由金属氧化物多孔性陶瓷烧结而成。烧结体上有 微孔，可使湿敏层吸附或释放水分子，造成其电
阻值的改变。
主要有： MgCr2O4-TiO2 陶瓷湿度传感 器、NiO陶瓷 湿度传感器。
二．金属氧化物膜湿度传感器
原理：将调制好的
第七节 饱和盐溶液湿度校正装置
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常见测湿度的方法比较
阿斯曼
氯化锂 电阻式 高分子 电容式 金属陶 瓷电阻 露式点计
温度范 5围~50
5~50
湿度范 5围~95%
15~95%
精度 2~5% 2~5%
响应时间(s) 很长 10，50
5~50 15~95% 2~5% <10
0~60 5~90% 2~5% <=3
缺点：露点温度不易测 准。
2．光电式露点湿度计
影响测量精度的因素：高度光洁的露点镜；高精 度的光学与热电制冷调节系统；采样气体需洁净。
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HNP-50型冷镜式露点仪
技术指标
露点温度测量范围：- 65 ～ 20 ℃
最大致冷温差 ： Δ 105 ℃
露点温度测试准确度 DEW < ±0.3 PPM/V ( 换算精度0.1% ) RH( 换算精度 0.1% )
显示灵敏度：
± 0.1 ℃
样气压力：
0.1 MPa/cm2
样气流量 ： 0.4 -1.0L∕min
显示器：
16 x 2 液晶屏
额定工作电压： 220VAC 50Hz
外形尺寸（W）360x（D）350x （H）135mm
重量：
8.6Kg
第三节 氯化锂电阻湿度计
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将上式代入相对湿度定义式中， 将上式代入相对湿度定义式中，可得相 对湿度计算公式为： 对湿度计算公式为：
Pbs θ w − θs φ = − AB ×100% Pb Pb
根据t 分别对应有确定的P 根据 w、ts分别对应有确定的 b、Pb,s值， 所以根据干、湿球温度计的读数差， 所以根据干、湿球温度计的读数差，即可由 上式确定被测空气的相对湿度。 上式确定被测空气的相对湿度。
干湿球温度计就是利用干湿球温度差及干球 温度来测量空气相对湿度的。 温度来测量空气相对湿度的。 在测得干、 湿球温度后， 可利用公式计算， 在测得干 、 湿球温度后 ， 可利用公式计算 ， 也可以利用有关图表，查出相应的相对湿度值。 也可以利用有关图表 ， 查出相应的相对湿度值 。 必须注意，图表只适用于风速为2 m/s与大气压 必须注意 ， 图表只适用于风速为 2 . 5 m/s 与大气压 力为101325Pa时才比较正确 否则必须加以修正： 101325Pa时才比较正确， 力为101325 Pa 时才比较正确， 否则必须加以修正 ： B φ ≈ φ′ B′
第三章 湿度测量
在通风与空调工程中， 在通风与空调工程中，空气的湿度 与温度是两个相关的热工参数， 与温度是两个相关的热工参数，它们具有 同样的重要意义。 同样的重要意义。
湿度控制有 何应用呢？ 何应用呢？
在纺织行业的应用： 对纺织纤维性能的 影响
• 在相对湿度增大时，由于纤维吸湿后的分子间距离 在相对湿度增大时， 增大，故纤维的硬度和脆性随之降低， 增大，故纤维的硬度和脆性随之降低，使纤维的柔 软性大为改善。 软性大为改善。 • 机械表面与纤维间的摩擦或纤维间的相互摩擦，不 机械表面与纤维间的摩擦或纤维间的相互摩擦， 可避免的会引起纤维带电， 可避免的会引起纤维带电，当纤维与机体带有不同 电荷时，会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、 电荷时，会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、卷绕过 程的顺利进行。提高空气的相对湿度， 程的顺利进行。提高空气的相对湿度，可以使纤维 的比电阻降低，以增加电荷散逸的速度， 的比电阻降低，以增加电荷散逸的速度，从而消除 静电。 静电。
根据道尔顿定律， 根据道尔顿定律，湿空气的压力应等于干 空气的压力与水蒸汽的压力之和。 空气的压力与水蒸汽的压力之和。 B = Pg+Pn 海平面的标准大气压为101 325Pa。 海平面的标准大气压为 。
第一节 湿度测量概述
一、空气湿度的表示方法 湿度是表示空气中水蒸汽含量多少的 尺度。常用来表示空气湿度的方法有：绝 尺度。常用来表示空气湿度的方法有： 对湿度、相对湿度和含湿量。 对湿度、相对湿度和含湿量。
常温常压下干空气可视为理想气体， 常温常压下干空气可视为理想气体， 而湿空气中的水蒸汽一般处于过热状态， 而湿空气中的水蒸汽一般处于过热状态，且 含量很少，也可近似看作理想气体。 含量很少，也可近似看作理想气体。 PgV=mgRgT 或 Pgvg=RgT PnV=mnRnT 或 Pnvn=RnT 干空气用下标g表示，水蒸汽用下标 表示 表示。 干空气用下标 表示，水蒸汽用下标n表示。 表示
Pb = f (t w ) Pq = Pb , s − A(t w − t s ) B
ϕ = f (t w , t s , v, B)
空气的相对湿度是 干球温度、 干球温度、湿球温 度、风速和大气压 力的函数。 力的函数。
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸汽 的质量， 的质量，而不能说明湿空气干燥或潮湿的程 度及吸湿能力的大小。 度及吸湿能力的大小。 相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量 的程度。 值小，说明湿空气饱和程度小， 的程度。φ值小，说明湿空气饱和程度小， 吸收水蒸气的能力强； 吸收水蒸气的能力强；φ值大则说明湿空气 饱和程度大，吸收水蒸气的能力弱。 饱和程度大，吸收水蒸气的能力弱。
在其他场合的应用
受湿度影响较大的场合， 受湿度影响较大的场合，还有如计算 机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验 机房、印刷车间、洁净室、手术室、 室、气调库、半导体生产车间、博物馆、 气调库、半导体生产车间、博物馆、 档案馆等。 档案馆等。
大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而 成的，我们称其为湿空气。 成的，我们称其为湿空气。干空气的成分主要 是氮（ ％）、 ％）、氧 ％）、氩 是氮（78％）、氧（21％）、氩（0.93％）、 ％）、 ％）、 二氧化碳（ ％）及其它微量气体 二氧化碳（0.03％）及其它微量气体。 ％）及其它微量气体。 在湿空气中水蒸汽的含量虽少，但其变化 在湿空气中水蒸汽的含量虽少， 却会对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要的 影响，且使湿空气的物理性质随之发生改变。 影响，且使湿空气的物理性质随之发生改变。
2. 相对湿度
是某温度下空气的绝对湿度与同温度下空气的饱 和绝对湿度的比值。 和绝对湿度的比值。也等于该温度下湿空气中水蒸汽
分压力P 与同温度下饱和水蒸气分压力P 之比值。 分压力 q与同温度下饱和水蒸气分压力 b之比值。
ρv Pn ϕ = ×100% = ×100% ρb Байду номын сангаасb
相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远， 相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远，尚有吸 收更多水蒸气的能力，即空气越干燥， 收更多水蒸气的能力，即空气越干燥，吸收水蒸气能 力越强；反之，相对湿度越大，吸收水蒸汽能力越弱， 力越强；反之，相对湿度越大，吸收水蒸汽能力越弱， 即空气越潮湿。 即空气越潮湿。相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量 接近饱和的程度，故又称饱和度。 接近饱和的程度，故又称饱和度。
1. 绝对湿度
绝对湿度定义为每平方米湿空气， 绝对湿度定义为每平方米湿空气，在标准状态下所含水 蒸汽的质量，即湿空气中的水蒸汽密度（单位克/ 蒸汽的质量，即湿空气中的水蒸汽密度（单位克/米3）。 由气体状态方程： 由气体状态方程：
Pn V n = R n T
1 Pn Pn Pn Pn ρv = = = × 1000 = 2.169 = 2.169 Vn R nT 461T T 273.15 + t ——空气中水蒸气分压力 Pa； 空气中水蒸气分压力， 式中 Pn——空气中水蒸气分压力，Pa；
干湿球湿度计的基本原理为 当大气压力B 干湿球湿度计的基本原理为：当大气压力B和风速 基本原理 v不变时，利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气 不变时， 压力和干球温度下的水蒸气分压力之差， 压力和干球温度下的水蒸气分压力之差，与干湿球温 度之差之间存在的数量关系确定空气湿度。 度之差之间存在的数量关系确定空气湿度。
在航天科技中的应 用：将乘员舱大气 湿度控制于乘员的 舒适水平
在乘员舱大气中，航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水 在乘员舱大气中，航天员呼吸、 蒸气增加，甚至达到饱和状态。在失重情况下， 蒸气增加，甚至达到饱和状态。在失重情况下，水蒸气可以 在任何冷表面凝结成水珠， 在任何冷表面凝结成水珠，且随机存在于任何部位或飘浮在 大气之中。早期的载人飞船， 大气之中。早期的载人飞船，随处存在的冷凝水成为令人十 分头疼的问题， 双子星座” 分头疼的问题，“双子星座”飞船曾采用铺设吸水材料的办 法简单处理。 法简单处理。现代载人航天器使用一种带有孔板输出机构的 冷凝热交换器， 5%通风气流把冷凝水引出排水细孔 通风气流把冷凝水引出排水细孔， 冷凝热交换器，以5%通风气流把冷凝水引出排水细孔，再经 动态水/气分离器把水和气体分开。 动态水/气分离器把水和气体分开。新式的湿度控制装置除湿 效果好，寿命长，循环空气阻力小。 效果好，寿命长，循环空气阻力小。
T——空气的干球绝对温度，K； ——空气的干球绝对温度 空气的干球绝对温度， tw——空气的干球摄氏温度，℃； 空气的干球摄氏温度， Rn——水蒸气的气体常数，Rn＝461J/(kg.k)。 水蒸气的气体常数， 461J/(kg k)。 J/(kg.
所以测得被测空气的水蒸气分压力， 所以测得被测空气的水蒸气分压力 ， 及干球温度即可求得绝对 湿度。 湿度。
在通信行业的应用： 确保设备可靠性
为避免因空气干燥引起静电，烧坏电 为避免因空气干燥引起静电， 路板，造成线路瘫痪，从而引发事故， 路板，造成线路瘫痪，从而引发事故，同 时保持设备的最佳运转状态， 时保持设备的最佳运转状态，延长设备的 使用寿命， 使用寿命，通信行业动力机房环境对湿度 和温度有着严格的要求 。
其数量关系的数学表达式为： 其数量关系的数学表达式为： Pb,s－Pq = A(tw－ts)B 式中， 湿球温度下饱和水蒸气压力； 式中，Pb,s —湿球温度下饱和水蒸气压力； 空气中水蒸气分压力； Pq — 空气中水蒸气分压力； tw、ts — 分别为空气的干、湿球温度； 分别为空气的干、湿球温度； 与风速有关的系数； A —与风速有关的系数； 大气压力。 B —大气压力。
在卷烟业的应用：对烟丝质量 的影响
在制烟过程中， 在制烟过程中，烟丝的破损率及质量 与储存时的空气湿度有着重要的关系。储 与储存时的空气湿度有着重要的关系。 存时空气过于干燥，则烟丝易破碎成烟沫， 存时空气过于干燥，则烟丝易破碎成烟沫， 气味也挥发出去，烟丝质量随之降低。 气味也挥发出去，烟丝质量随之降低。通 储丝库的温度需要维持在18～ ℃ 常，储丝库的温度需要维持在 ～25℃之 间，相对湿度要保持在70%RH以上，在此 相对湿度要保持在 以上， 以上 环境条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象 环境条件下，烟丝才不易破碎， 也较轻，烟味也较纯正。 也较轻，烟味也较纯正。
在空气调节的应用：提高人体舒 适感
环境湿度过低时，体表汗液蒸发量增加， 环境湿度过低时，体表汗液蒸发量增加， 皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时， 皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时，体 表出的汗不能及时、充分地蒸发掉， 表出的汗不能及时、充分地蒸发掉，积于 皮肤表面，使人体不舒适感觉加大。因此， 皮肤表面，使人体不舒适感觉加大。因此， 为了提高人体热舒适性， 为了提高人体热舒适性，应正确控制室内 相对湿度值。 相对湿度值。
• 所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸 所以，当大气压力为定值， 气分压力的函数。 气分压力的函数。