用于不同风速下干湿球法相对湿度测量仪表的设计方案

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1、第五届全国温度测量与控制技术学术会议论文集用于不同风速下干湿球法相对湿度测量仪表的设计方案黄锋(广州市计量检测技术研究院，广州510030)摘要：用干湿球法测量相对湿度时，风速是一个影响量，不同的风速下，干湿温度及其差值对应的相对湿度值不一样。对湿度查算表进行数据拟合后，提出一种简易的设计方案，利用简单的模拟电路就可实现不同风速下干湿球法相对湿度的准确测量，准确度可以达到±3％RH。可以应用于以热电阻、热敏电阻等作为温度一次元件的干湿温度测量系统，不需要CPU等数字电路就可实现相对湿度的数字化测量，在风速变化不大的环境下测量相对

2、湿度具有成本低、准确可靠的优势。关键词：计量学；相对湿度；风速；模拟电路；1．引言目前在湿度测量方面，大多场合仍是采用干湿球温度来测量相对湿度，只是在进行干、湿温度测量时，已不只采用玻璃温度计作为测温仪器，而已大量采用热电阻温度计、热电偶作为测温元件，这样测量，可以实现湿度测量的电子化、数字化，便于记录和控制。这类采用温度传感器测量干、湿温度的湿度计，一般都使用数字电路如MPU进行相对湿度的转换，本文介绍一种采用模拟电子电路实现相对湿度的测量方法，简单易行，成本低，准确度也能达到普通湿度计的水平。‘2．千湿球法相对湿度涓量原理干

3、湿球法测量相对湿度的方程为：、u：鱼二垒：丝二型已‘式中：l『一相对湿度；ew——在湿球温度tw下的饱和水蒸气压，Pa；A——干湿表系数，℃．1；A与风速v有关；p一大气压，Pa；t——干球温度，℃；铆——湿球温度，℃；et-一在干球温度t下的饱和水蒸气压，Pa。我们常见的干湿球湿度计的湿度查算表给出的是V=2．5m／s，标准大气压力下的查算表，使用时在2～5m／s的风速范围内一般不作修正。根据干湿球法测量相对湿度的方程，我们很容易就得知相对湿度的测量不仅与干、湿温度有关，还与实际气压和风速有关，特别是当风速低于2．5m／s时，

4、对相对湿度的影响很大，风速越小，影响越大。3．电路原理’通过对湿度查算表的分析，利用计算机似合计算，在标准大气压力下，可以将相对湿度测量方程拟合为以下的方程：U：—K+0．32—5t-AtK+0．325t．361．第五届全国温度测量与控制技术学术会议论文篥式中：I卜相对湿度；K——与风速有关的系数；t——干球温度，℃；△t——千、湿球温度差，℃；其中对于风速在0．1m／s一-2．5m／s问，K取2,--5．5。这样拟合后，采用计算机计算对比，在相对湿度为50％～100％范围，干球温度处于10。C～40。C时拟合精度为土2％，干球

5、温度处于40℃-、，65"C时拟合精度为±3％。通常湿度测量的准确度在土5％RH，这样的拟合精度完全能满足测量要求。根据上述拟合的方程，可以采用简单的电子电路直接实现湿度的数字化测量，原理图和电路图如下：千温gr湿温千温原理图通过调节R，即可适应在不同风速下的湿度测量。4．渭量实验4．1仪器装置制作了一个采用铂电阻温度计作为测温元件的电路，用两个ZX25a标准电阻箱模拟温度输入，按干湿球法测量相对湿度的标准方程计算出标准大气压力下风速分别为0．1m／s、0．4m／s、1．5m／s的相对湿度查算表。4．2涓量致据根据计算出的查算表

6、，分别用ZX25a标准电阻箱模拟干、湿温度，记录实际相对湿度显示值，具体数据见表一。通过实际实验，证明了这一测量电路的可行性。．．362．．第五届全国温度测量与控制技术学术会议论文集风速m／s干温／℃湿温／。C理论湿度／％显示湿度，％误差／％2015．950．652．01．42016．759．861．51．72017．670．571．61．10．12018．480．181．51．42019．289．990．80．92019．694．995．20．34031．149．948．0．1．94033．159．859．4．O．440356

7、9．970．80．90．44036．880．181．51．44038．489．790．71．O4039．294．895．30．5105．950．751．81．1106．759．960．91．O1．5107．670．471．81．4108．480．181．31．3109．289．990．60．7109．694．995．30．3表一实验结果5．结论本文提出的不同风速下干湿球法相对湿度测量仪表的设计方案虽然仍是建立在气压及风速已知或相对固定的条件下实现的，但首先，在现实中，、一般相对湿度的测量都是按设计的风速及气压值而没有进行气压和风

8、速的测量和修正的，本文的实现方式与通常的干湿温度测量相对湿度并没有不同；其次，当用其它方式测量气压及风速后，本文所提出的电路可以通过调节电位器进行自动的修正，其它干湿法测湿仪器同样也需要借助气压和风速测量结果来调整调整参数实现修正。因此本文所提出的方案是具有极高