《热工仪表及测量技术》4上课讲义
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热工测量及仪表_第4章_显示仪表
0
xcz--102
刘玉长
1 5
（2）工作原理
根据电磁感应原理，当有mV信号加在动 圈两端时，形成一个闭合回路，便有电流流过 动圈，载流动圈在磁场中将受到电磁场的作 用。根据左手定则，磁力线穿过手心，四指指 向电流方向，拇指就是导体受力方向，这个力 使动圈转动，使动圈转动的力和绑定动圈的张 丝力相等时，动圈停在某一位置，指针指示出 温度的大小。
R调：
热电偶的连接导线有长有短，为保证R总=常数， 调整R调使R外=15Ω
刘玉长
R热敏 与 R并：
R热敏与R并两个电阻是动圈的温度补偿电阻。 因为动圈是铜导线绕制的，当温度升高时，动圈 的电阻值R动就会增加，在电压信号不变的情况 下，I将减小，动圈显示仪表的指针指示会偏低， 此时，R热敏的电阻值也会随着温度自动减
第四章 显示仪表
第一节 概述 第二节 模拟式显示仪表 第三节 数字式显示仪表 第四节 常用显示仪表简介 第五节 仪表防爆知识
刘玉长
第一节 概述
显示仪表：
凡能将生产过程中各种参数进行指示、记录或 累积的仪表。
一、定义
显示仪表是指接收检测元件(包括敏感元件、传 感器、变送器等)输出信号，通过适当的处理和转换， 以易于识别的形式将被测参数表现出来的装置。
刘玉长
热电阻与动圈表配套使用实际连线
调整电阻的作用与大小
1.R1+R11+R连 1=5Ω 2.R2+R12+R连2=5Ω 3.R13+ R连3 = 5Ω
+
U=220v
—
R3
R4
a
动圈表
b
R2 R1 R11
R13
R12
刘玉长
Rt
热工仪表讲义_ppt课件
强绝缘
温度示值无穷大 热电阻或引线断路
更换热电阻，找到 断点重新接好
温度显示负值
热电阻接线有错或有短路 现象
改正接线，找出短 路处，加强绝缘
温度显示误差大 热电阻丝材料受腐蚀变质 更换热电阻
4、选型要点
连接方式：螺纹连接、法兰连接等。 量程范围：对于温度的测量，应保证工作温度在仪表量程的2/3 ～ 3/4处。 外护套材质：是否耐高温、耐腐蚀、耐磨等。 信号传输方式：2、3、4线制，电阻信号。 分度号选择：PT100、CU50等；电阻特性：如PT100特征为在标准条件下0度 时的测量电阻为100欧姆。 测量方式：表面式、插入式等，如为插入式还需对插入深度进行选择。
即： S
x
仪表的灵敏度反映了仪表对被 测参数变化的灵敏 程度，灵敏度越高，就越能观测微小的被测参数 变化。要提高仪表的灵敏度，可以采取增加放大 系统的放大倍数的方法来实现。
压力测量
1、基本概念
在物理概念中，压力是垂直作用在单位面积上的力。是工业生产中的重要参
数之一，在压力测量中，常有绝对压力、表压力、负压力和真空度之分。所谓绝 对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号Pj表示。地面上 的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用Pq来表示。绝对压力与大气压力之 差，称为表压力，有Pb来表示。即Pb=Pj-Pq。当绝对压力值小于大气压力值时， 表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度，用Pz来表示。 ******1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕斯卡=10.336米水柱。 ******
4、各种热电偶的分度表均是在参考端即温度t0为0 ℃的条件下得到的热电势 与温度之间的关系，因此，热电偶测温时，冷端温度必须为0 ℃，否则将产生 测量误差。而在工业上使用时，要使冷端温度保持在0 ℃是比较困难的，所以， 必须根据不同的使用条件和要求的测量精度，对热电偶冷端温度采用一些不 同的处理办法，常用的方法有如下几种： • 补偿导线延伸法 • 冰点法 • 计算修正法 • 仪表零点校正法 • 补偿电桥法
热工仪表.ppt
测量结果＝子样平均值± 置信区间半长 （置信概率P＝？）
例题1：
在等精度测量条件下对某透平机械的 转速进行了20次测量，获得如下的一列测 定值（单位：r/min） 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4650.0 4751.0 试求该透平机转速（设测量结果的置信概 率P＝95％）。
热工仪表及测量技术
第一章 测量的基本知识
测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。
测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：
（1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比 较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接 求得被测量数值的测量方法。
（2）间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函 数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数 关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。
3．精确度
精密度与准确度的综合指标称为精确度，或称精 度。
它反映随机误差和系统误差的综合影响。
精密度高的，准确度不一定高；准确度高的精密 度不一定高；但精确度高的，则精密度与准确度 都高。
精密度高
准确度高
精确度高
第四节 测量仪表的基本技术指标
1．量程范围
仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之 间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。
vi xi x
式中 vi —— xi的剩余误差； xi —— 第i个测量值，i=1，2，…，n。
（1）剩余误差的代数和等于零，即
n
vi 0
例题1：
在等精度测量条件下对某透平机械的 转速进行了20次测量，获得如下的一列测 定值（单位：r/min） 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4650.0 4751.0 试求该透平机转速（设测量结果的置信概 率P＝95％）。
热工仪表及测量技术
第一章 测量的基本知识
测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。
测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：
（1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比 较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接 求得被测量数值的测量方法。
（2）间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函 数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数 关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。
3．精确度
精密度与准确度的综合指标称为精确度，或称精 度。
它反映随机误差和系统误差的综合影响。
精密度高的，准确度不一定高；准确度高的精密 度不一定高；但精确度高的，则精密度与准确度 都高。
精密度高
准确度高
精确度高
第四节 测量仪表的基本技术指标
1．量程范围
仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之 间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。
vi xi x
式中 vi —— xi的剩余误差； xi —— 第i个测量值，i=1，2，…，n。
（1）剩余误差的代数和等于零，即
n
vi 0
热工仪表及测量技术第4章
• 热电偶与被测表面的接触方式：
• 不论哪种接触方式，引起测量误差的最主要原因 都是沿热电偶丝的导热损失。热电偶的测量端从 被测表面吸收热量，其中一部分沿热电偶丝导出 扩散到周围环境中去，从而使测量端温度低于被 测表面的实际温度。
• 测温误差不仅与热端的接触形式有关，还与被测 表面的导热能力有关。
6、高温下工作的热电偶，为防止保护套管高温变 形，一般应垂直安装，若必须水平安装应用支架 保护。
第二节 壁面温度测量
• 采用热电偶测量物体表面的温度，如锅炉过热器 管壁温度。
• 具有热接点小、热损失少、测温范围大、准确度 高等优点；
• 特别是薄膜热电偶的发展，给壁面温度测量带来 方便；
• 被测表面沿热电偶有热量导出，破坏了被测表面 的温度场，存在测温误差。
• 在接触式测温中，可能存在传导、对流、 和辐射三种传热方式，使静态测温分析相 当复杂。在被测介质温度变化时（即动态 情况下），还要涉及更为复杂的不稳定传 热问题。动态测温误差还与测温元件的热 容有关。
• 此外，在流动的流体中测温，测温元件因 阻碍流体流动也会对温度测量值产生影响， 特别在高速气流中测温，必须考虑这个因 素。
由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求也 不同，热电偶和热电阻的安装方法及采取的措施 也不同，需要考虑多方面的因素，但原则上可以 从测温的准确性、安全可靠、维修方便三个方面 来考虑。
1、正确选择测温点。测温点具有代表性，不应把 测温元件插到被测介质的死角区域；
2、合理确定测温元件的插入深度。一般在管道上 安装取150-200mm，在设备上安装可取≤400mm。
1、测温管附近加保温层，减少设备壁与 被测介质温差。
2、增加测温管的插入深度。
3、测温元件应放置于管道中介质流速最大区域内， 即管道中心轴线上。
• 不论哪种接触方式，引起测量误差的最主要原因 都是沿热电偶丝的导热损失。热电偶的测量端从 被测表面吸收热量，其中一部分沿热电偶丝导出 扩散到周围环境中去，从而使测量端温度低于被 测表面的实际温度。
• 测温误差不仅与热端的接触形式有关，还与被测 表面的导热能力有关。
6、高温下工作的热电偶，为防止保护套管高温变 形，一般应垂直安装，若必须水平安装应用支架 保护。
第二节 壁面温度测量
• 采用热电偶测量物体表面的温度，如锅炉过热器 管壁温度。
• 具有热接点小、热损失少、测温范围大、准确度 高等优点；
• 特别是薄膜热电偶的发展，给壁面温度测量带来 方便；
• 被测表面沿热电偶有热量导出，破坏了被测表面 的温度场，存在测温误差。
• 在接触式测温中，可能存在传导、对流、 和辐射三种传热方式，使静态测温分析相 当复杂。在被测介质温度变化时（即动态 情况下），还要涉及更为复杂的不稳定传 热问题。动态测温误差还与测温元件的热 容有关。
• 此外，在流动的流体中测温，测温元件因 阻碍流体流动也会对温度测量值产生影响， 特别在高速气流中测温，必须考虑这个因 素。
由于被测对象不同，环境条件不同，测量要求也 不同，热电偶和热电阻的安装方法及采取的措施 也不同，需要考虑多方面的因素，但原则上可以 从测温的准确性、安全可靠、维修方便三个方面 来考虑。
1、正确选择测温点。测温点具有代表性，不应把 测温元件插到被测介质的死角区域；
2、合理确定测温元件的插入深度。一般在管道上 安装取150-200mm，在设备上安装可取≤400mm。
1、测温管附近加保温层，减少设备壁与 被测介质温差。
2、增加测温管的插入深度。
3、测温元件应放置于管道中介质流速最大区域内， 即管道中心轴线上。
热工测量仪表基础知识培训课件
• 二、主要技术参数 • 1．温度计分为轴向型，径向型，135°三种型式。 • 2．温度计的精度等级为1级，1.5级、2.5级。 • 3．保护管的材料一般为1Gr18Ni9Ti不锈钢和钛合金，其所能承受的
公斤压力可达到64Kf/cm2。
• 4．温度计的接点为上、下限（常开），单限、双上限。
节
位
代号
• 2．热电偶的结构形式 • 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： • 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； • 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； • 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； • 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
• 3．热电偶冷端的温度补偿
变面积式流量计的主要形式 是转(浮)子流量计，是由锥形玻 璃管和浮子组成，浮子能在垂直 安装的锥形玻璃管内上下移动。 被测流体自下向上流过管壁与浮 子之间环隙时，托起浮子向上， 这时管与浮子之间的环隙面积增 大，直到浮子两边压差所形成的 力与浮子重力相等时，浮子便处 在一个平衡位置。
流量变化时浮子两边压差所 形成的力也随之变化，使浮子又 在一个新的位置上重新平衡，浮 子浮起的高度即为流量计的读数。
表示意义
第一位
W
温度测量仪表
第二位 第
S
金属膨胀式温
度计
一
第三位
S
感温元件为
节
热双金属片
X
带电接点
第四位
度计保护管浸入被测介质中的长度必 须大于感温元件的长度，一般浸入长度大于75mm ，0-50℃量程的浸入长度大于150mm，以保证测量 的准确性。
• 2．双金属温度计在保管、使用安装及运输中，应 避免碰撞，保护管，切勿使保管弯曲变形及将表 壳当表板手用。
热工仪表基础知识讲义ppt课件
温度是化工生产中既普遍而又十分重要的参
数之一。任何一个化工生产过程，都伴随着物质
的物理和化学性质的改变，都必然有能量的转化
和交换，而热交换则是这些能量转换中最普遍的
交换形式。因此，在很多煤化工反应的过程中，
温度的测量和控制，常常是保证这些反应过程正
常进行与安全运行的重要环节；它对产品产量和
质量的提高都有很大的影响。
8
1、 温度的测量与变送
由于热电极的材料不同，所产生的接触电势亦不同，因此不同
热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的，这在
各种热电偶的分度表中可以查到。根据热电测温的基本原，理论上
似乎任意两种导体都可以组成热电偶。但实际情况它们还必须进行严
格的选择，热电极材料应满足如下要求。
1．在测温范围内其热电性质要稳定，不随时间变化。
t0
t0
2
3
1
A
B
t
热电偶温度计测量线路 1、热电偶 2、连接导线 3、电测仪表
7
1、 温度的测量与变送
热电偶是由两根不同的导体或半导体材料(如上图中的A和B) 焊接或绞接而成。焊接的一端称为热电偶的热端(测量端或 工作端)，和导线连接的一端称为热电偶的冷端 (自由端)。 组成热电偶的两根导体或半导体称作热电极。把热电偶的热 端插入需要测温的生产设备中，A和B两种不同的物质，电 子密度高的向电子密度低的流动，产生电流，形成电动势， 一般为mV信号，经过测温仪计算为测量介质的温度。
主要内容
一、四大参数的测量原理及仪表 二、自动控制基础知识 三、调节阀 四、联锁系统的构成
1
一、四大参数的测量原理及仪 表
现场仪表测量参数的分类： 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、
热工测量及仪表ppt课件
1
第一章 丈量及丈量误差
1.丈量定义〔三要素〕
第一节 丈量的定义及方法
所谓丈量，就是利用丈量工具，经过实验的方法将被丈量与同性质的规范量〔即丈量
单位〕进展比较，以确定出被丈量是规范量多少倍数的过程。所得到的倍数就是被丈 量的值，即 L=x/b 式中x＿被丈量
b＿规范量〔丈量单位〕 L＿被丈量的值。
31
系统误差： 定义：同一被丈量多次丈量，误差的绝对值和符号坚持不变，或按某种确定规律变化。
前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。 特点: 添加丈量次数不能减小该误差 缘由：仪表本身缘由，运用不当，丈量环境发生大的改动 处置方法：校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值，加上丈量值
32
1. 系统误差的发现
素。刻度分划能否准确，必需经由较精细的仪器来校正与追溯。量具运用一段时间后会产 生相当程度磨耗，因此必需经校正或送修方能再运用。 3. 丈量要素：丈量时，因仪器设计或摆置不良等缘由所呵斥的误差，包括余弦误差、阿贝误 差等。 阿贝原那么：在设计计量仪器或丈量工件时,应该将被测长度与仪器的基准 长度安顿在同一条直线上.丈量中不遵守阿贝原那么而引起的误差。 4. 环境要素：丈量时受环境或场地之不同，能够呵斥的误差有热变形误差和随机误差。
lim 1 n ni
n i1
limn1n n(xixa)0
35
2. 正态分布的数学描画：
f()
12exp(222)
， 为特征参数
=
1
exp（-(xi-xa)2）
2
22
xa＝lnim
1 n
n i 1
xi
xa
(1)真值
xa
(2)规范误差或均方根差
lim1n n n i1
第一章 丈量及丈量误差
1.丈量定义〔三要素〕
第一节 丈量的定义及方法
所谓丈量，就是利用丈量工具，经过实验的方法将被丈量与同性质的规范量〔即丈量
单位〕进展比较，以确定出被丈量是规范量多少倍数的过程。所得到的倍数就是被丈 量的值，即 L=x/b 式中x＿被丈量
b＿规范量〔丈量单位〕 L＿被丈量的值。
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系统误差： 定义：同一被丈量多次丈量，误差的绝对值和符号坚持不变，或按某种确定规律变化。
前者称为恒值系统误差，后者称为变值系统误差。 特点: 添加丈量次数不能减小该误差 缘由：仪表本身缘由，运用不当，丈量环境发生大的改动 处置方法：校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值，加上丈量值
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1. 系统误差的发现
素。刻度分划能否准确，必需经由较精细的仪器来校正与追溯。量具运用一段时间后会产 生相当程度磨耗，因此必需经校正或送修方能再运用。 3. 丈量要素：丈量时，因仪器设计或摆置不良等缘由所呵斥的误差，包括余弦误差、阿贝误 差等。 阿贝原那么：在设计计量仪器或丈量工件时,应该将被测长度与仪器的基准 长度安顿在同一条直线上.丈量中不遵守阿贝原那么而引起的误差。 4. 环境要素：丈量时受环境或场地之不同，能够呵斥的误差有热变形误差和随机误差。
lim 1 n ni
n i1
limn1n n(xixa)0
35
2. 正态分布的数学描画：
f()
12exp(222)
， 为特征参数
=
1
exp（-(xi-xa)2）
2
22
xa＝lnim
1 n
n i 1
xi
xa
(1)真值
xa
(2)规范误差或均方根差
lim1n n n i1
热工测量仪表PPT课件
• 比较法：利用一个与被测量同类的已知标准量与被测量 相比较，根据它们之间的差值和已知标准量得出被测量 的数值。
5.根据测量的地点：离线测量. 法、在线实时测量法。
（1）直接测量法：不必对被测量进行任何函数运 算，而直接使被测量与选用的标准量进行比较立 即得到比值或者用预先标定好的测量工具进行测 量，从而直接得到测量结果的方法。
• 直读法：被测量作用于仪表比较装置，使比较装置的某 种参数按已知关系随被测量变化，从而直接从测量工具 的刻度标尺上读出被测量的数值，而不需要任何运算。
- 保证热力设备安全、经济运行及实现自动 控制的必要条件，也是经济管理、环境保护、 研究新型热力生产系统和设备的重要手段。
.
主要内容
第一篇 热工测量的基础知识 第二篇 热工参数测量
（温度、压力、流量、液位、烟气含氧量、机械量）
第三篇 热工显示仪表
.
第一篇 热工测量的基础知识
一 热工测量的基本概念 二 热工测量仪表的基础知识
测量的基本方程 x AUx
.
三、测量方法：根据被测对象的性质、特点和测量 任务的要求，实现被测量与测量单位比较并给出比 值的方法。 基本分类
1.按获得测量结果的方式：直接测量法、间接测量法、组 合测量法。
2.按测量仪表与被测对象是否直接接触：接触式测量法、 非接触式测量法。
3.根据被测对象在测量过程中的状态：静态测量法、动态 测量法。 4.根据测量结果显示的方式：模拟式测量法、数字式测量 法、屏幕式测量法。教师来自趙津津.学习方法
1.学会阅读。学会速读和精读，提高单位阅读量。学会读一本书或 者一个单元的目录、图解和插图，提前了解内容，获取更有效的信 息。当积极的阅读者，不断的提问，直到弄懂字里行间的全部信息 为止，特别要弄懂知识的起点和终点，梳理好知识要点。
5.根据测量的地点：离线测量. 法、在线实时测量法。
（1）直接测量法：不必对被测量进行任何函数运 算，而直接使被测量与选用的标准量进行比较立 即得到比值或者用预先标定好的测量工具进行测 量，从而直接得到测量结果的方法。
• 直读法：被测量作用于仪表比较装置，使比较装置的某 种参数按已知关系随被测量变化，从而直接从测量工具 的刻度标尺上读出被测量的数值，而不需要任何运算。
- 保证热力设备安全、经济运行及实现自动 控制的必要条件，也是经济管理、环境保护、 研究新型热力生产系统和设备的重要手段。
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主要内容
第一篇 热工测量的基础知识 第二篇 热工参数测量
（温度、压力、流量、液位、烟气含氧量、机械量）
第三篇 热工显示仪表
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第一篇 热工测量的基础知识
一 热工测量的基本概念 二 热工测量仪表的基础知识
测量的基本方程 x AUx
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三、测量方法：根据被测对象的性质、特点和测量 任务的要求，实现被测量与测量单位比较并给出比 值的方法。 基本分类
1.按获得测量结果的方式：直接测量法、间接测量法、组 合测量法。
2.按测量仪表与被测对象是否直接接触：接触式测量法、 非接触式测量法。
3.根据被测对象在测量过程中的状态：静态测量法、动态 测量法。 4.根据测量结果显示的方式：模拟式测量法、数字式测量 法、屏幕式测量法。教师来自趙津津.学习方法
1.学会阅读。学会速读和精读，提高单位阅读量。学会读一本书或 者一个单元的目录、图解和插图，提前了解内容，获取更有效的信 息。当积极的阅读者，不断的提问，直到弄懂字里行间的全部信息 为止，特别要弄懂知识的起点和终点，梳理好知识要点。
《热工测量及仪表》教学大纲
《热工测量及仪表》教学大纲课程编码：RN0109课程名称：热工测量及仪表Thermal measurement and instrument先修课程：电工学、电子电路、流体力学、概率统计总学时：40（授课学时：32 实验学时：8 ）一、课程的性质和任务本课程是研究热能与动力工程中常用的温度、压力、流速、流量、液位、气体成分等物理量的测量技术的一门工程应用学科，为专业基础课，是热能与动力工程专业的主要技术课之一。
通过对《热工测量及仪表》的学习，使学生初步掌握各种热工参数的测量方法和常用仪表的作用原理，了解各种测量方法和仪表使用时的特性，从而能在实际工作中知道如何正确地选择和使用测量仪表。
要求掌握热工参数的正确测量方法；掌握常用测量仪表的基本原理，主要性能，使用特点；要求能够合理选用、正确使用热工仪表。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配第1章概述（2学时）基本内容：测量的意义和测量方法，热工仪表的组成，仪表内信号的传输过程，仪表的质量指标。
重点与难点：仪表的质量指标。
第2章测量误差和不确定度（4学时）基本内容：测量误差的基本概念，随机误差的分布规律，直接测量值的误差分析及处理，间接测量值的误差分析及处理，粗大误差的检验与坏值的剔除，系统误差，误差的综合，不确定度。
重点与难点：正态分布；直接、间接测量误差分析及处理；粗大误差的检验与坏值的剔除。
第3章温度测量概述（2学时）基本内容：国际温标，各种测温方法简介。
重点与难点：各种测温方法简介。
第4章热电偶和热电阻温度计（4学时）基本内容：热电偶测温原理及基本定律，标准化与非标准化热电偶，热电偶冷端补偿问题，金属测温电阻，半导体热敏电阻。
重点与难点：热电偶测温原理、基本定律、冷端补偿问题；金属、半导体测温原理。
第5章显示仪表（3学时）基本内容：动圈式显示仪表，自动平衡式显示仪表，数字式显示仪表。
重点与难点：电信号的标准化与标度变换。
第6章接触测温方法的讨论和热电偶抗干扰问题（2学时）基本内容：管内流体温度测量，壁面温度测量，高温气体温度测量，热电偶测温抗干扰问题。
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其数量关系的数学表达式为： Pb,s－Pn = A(θw－θs)B
式中，Pb,s —— 湿球温度下饱和水蒸气压力； Pn —— 空气中水蒸气分压力； θw、θs —— 分别为空气的干、湿球温度； A —— 与风速有关的系数；
B —— 大气压力。
将上式代入前式，可得相对湿度计算公 式为：
PPbbs
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 。
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 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，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，随处存在的冷凝水成为令人十 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。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，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。新式的湿度控制装置除湿 效果好，寿命长，循环空气阻力小。
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。
干
湿
球
球
温
温
度
度
计
计
刻度盘
纱布
水槽
二、干湿球电信号传感器与温度计
为了能自动显示空气的相对湿度和远距 离传送湿度信号，采用电动干湿球温度计。 它的干湿球是用金属电阻（镍电阻）代替膨 胀式温度计，并设置一个微型轴流风机，以 便在热电阻周围造成2.5m/s的风速，提高测 量精度。
air out
air in 干球热 电阻
湿球 热电阻
三、露点法湿度测量
基本原理：先测定露点温度θl，然后
确定对应于θl的饱和水蒸气压力Pl。
显然， Pl即为被测空气的水蒸气分压
力Pn。
Pl 100%
Pb
四、露点湿度计
充满乙 醚溶液
主要缺点： 当冷却表面上出现 露珠的瞬间，需立 即测定表面温度， 但一般不易测准， 而容易造成较大的
ABws
Pb
100%
根据θw、θs分别对应有确定的Pb、Pb,s 值，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。
一、普通干湿球温度计
它由两支相同的液体膨胀式温度计组成， 一支为干球温度计，另一支为湿球温度计。 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。
在湿空气中水蒸汽的含量虽少，但其 变化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。
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， 且含量很少，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n表示。
空气的相对湿度是 干球温度、湿球温 度、风速和大气压 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，而不能说明湿空气干燥或潮湿的程 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。φ值小，说明湿空气饱和程度小， 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。
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。
B = Pg+Pn 海平面的标准大气压为101 325Pa。
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：绝对 湿度、相对湿度和含湿量。
1. 绝对湿度
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重量，即湿空气中的 水蒸汽密度（单位是克/米3）。
在其他场合的应用
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、实验室、 气调库、半导体生产车间、博物馆、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。干空气的 成分主要是氮（78％）、氧（21％）、氩 （0.93％）、二氧化碳（0.03％）及其它微 量气体。
测量误差。
五、光电式露点湿度计
光电式露点湿度计是使用光电原理直接测量 气体露点温度的一种电测法湿度计。其测量准确 度高，可靠性强，使用范围广，尤其适用于低温 状态。
第三节 氯化锂电阻湿度传感器
某些盐类放在空气中，其含湿量与空气的相 对湿度有关；而含湿量大小又引起本身电阻的 变化。因此可以通过这种传感器将空气相对湿 度转换为其电阻值的测量。这种方法称为吸湿 法湿度测量。
3. 含湿量
含湿量就是湿空气中，每千克干空气所 含有的水蒸汽的质量。
d1000ms (g/kg干) mw
d622Pn 622 Pn 622 Pb
Pw
BPn
BPb
二、气体湿度测量方法
干湿球法 露点法 吸湿法
第二节 干湿球与露点法湿度检测
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确定空气湿度。
《热工仪表及测量技术》4
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， 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，积于 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，应正确控制室内 相对湿度值。
在卷烟业的应用：对烟丝质量
的影响
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。通常， 储丝库的温度需要维持在18～25℃之间， 相对湿度要保持在70%RH以上，在此环境 条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象也较 轻，烟味也较纯正。
P nP n 10 2 .1 0P 6 0 n 2 9 .16P 9 n
R n T4T 61
T 2.1 7 5 3 w
2. 相对湿度
相对湿度就是空气中水蒸汽分压力Pn 与同温度下饱和水蒸汽分压力Pb之比值。
Pn 100% Pb
Pb f(w) Pn Pb,s A(ws)B
f(w,s,v,B)