摘 要：文中介紹了幾種溫濕度計(jì)的工作原理、校準(zhǔn)方法及在校準(zhǔn)過程中的使用、維護(hù)等常見問題的討論。
　　關(guān)鍵詞：溫度 濕度 工作原理 校準(zhǔn)方法 維護(hù)
　　中圖分類號(hào)：TH81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　
　　引言
　　溫濕度是自然界中和人類打交道最多的物理量之一，無論是生產(chǎn)實(shí)習(xí)場(chǎng)所，還是在居住休閑場(chǎng)所，溫濕度的采集或控制都十分頻繁。近年來，各種溫濕度計(jì)的送校數(shù)量不斷增加，對(duì)其工作原理的理解、測(cè)量方法的選擇和有關(guān)使用維護(hù)的知識(shí)顯得尤為重要。由于制造和工作原理的不同，溫濕度計(jì)分為機(jī)械式溫濕度計(jì)、電子式濕度傳感器和通風(fēng)干濕表等。在我們?nèi)粘９ぷ髦薪佑|最多的是前兩種。下面具體介紹各類溫濕度計(jì)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、校準(zhǔn)方法及在校準(zhǔn)過程中的常見問題。
　　1 工作原理及結(jié)構(gòu)介紹
　　1.1 機(jī)械式溫濕度計(jì)
　　機(jī)械式溫濕度計(jì)分為干濕計(jì)、機(jī)械式濕度計(jì)、機(jī)械式溫濕度計(jì)。干濕計(jì)是由兩支規(guī)格完全相同的溫度計(jì)組成，一支感溫泡暴露在外以測(cè)量環(huán)境溫度，另一支感溫泡由紗布包裹以測(cè)量濕度，紗布中水分蒸發(fā)的同時(shí)也帶走一定熱量，從而使?jié)袂驕囟认陆?。機(jī)械式濕度計(jì)是采用毛發(fā)、尼龍及有機(jī)高分子鍍膜材料等作為感濕元件，是可直接指示相對(duì)濕度的指針型和記錄型濕度計(jì)，包括毛發(fā)濕度表、毛發(fā)濕度記錄儀等等，是根據(jù)人發(fā)、尼龍絲等材料在空氣濕度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生長(zhǎng)度變化的原理制造而成。這種濕度計(jì)體積小、重量輕、便于攜帶與安裝。機(jī)械式溫濕度計(jì)是由濕度部分（機(jī)械式濕度計(jì)或干濕計(jì)）和溫度部分（雙金屬溫度計(jì)或玻璃液體溫度計(jì)）組成的一體式溫濕度兩用儀器，由雙金屬溫度計(jì)和毛發(fā)濕度計(jì)構(gòu)成的一般稱為指針式溫濕度計(jì)，形如儀表盤，是利用金屬熱脹冷縮的原理制成，以雙金屬片作為感溫元件來控制指針。
　　1.2 電子式濕度傳感器
　　電子式濕度傳感器是由濕敏電容、濕敏電阻或濕敏諧振器等濕敏元件及其相應(yīng)變換電路組成的能顯示相對(duì)濕度的濕度計(jì)，一般分為電阻式和電容式。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層由感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚酰亞胺、聚苯乙烯等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)隨之發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，電容的變化量與相對(duì)濕度成正比。濕度傳感器的準(zhǔn)確度可達(dá)到±2%RH～±5%RH。濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外，對(duì)溫度亦十分敏感，其溫度系數(shù)一般在（0.2～0.8）%RH/℃范圍內(nèi)。
　　2 校準(zhǔn)方法
　　2.1 機(jī)械式溫濕度計(jì)
　　機(jī)械式溫濕度計(jì)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器具可以選用精密露點(diǎn)儀或通風(fēng)干濕表，通過在恒溫恒濕箱中恒溫一定時(shí)長(zhǎng)后，讀取溫濕度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器具的顯示值，并通過計(jì)算得出其相應(yīng)校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差。校準(zhǔn)前需將標(biāo)準(zhǔn)器探頭放置于恒溫恒濕箱的中心位置，將被校溫濕度計(jì)放置于箱內(nèi)有效空間內(nèi)且不影響箱內(nèi)空氣循環(huán)。溫度選取15，20，30℃三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，濕度選取40，60，80%RH三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。溫、濕度校準(zhǔn)可同時(shí)進(jìn)行。
　　溫度回差的校準(zhǔn)依次按照10，20，30，40，30，20，10℃的順序進(jìn)行。同一校準(zhǔn)點(diǎn)上正反行程溫度示值誤差的差值為溫度回差。濕滯誤差的校準(zhǔn)在20℃下按照40，60，80，60，40%RH的順序進(jìn)行，計(jì)算方法與濕度回差相同。溫度、濕度的重復(fù)性分別在10，20，30，40℃和40，60，80%RH的順序進(jìn)行校準(zhǔn)，并連續(xù)重復(fù)3次，同一校準(zhǔn)點(diǎn)上的誤差最大差值為相應(yīng)溫度/濕度重復(fù)性。
　　2.2 電子溫濕度傳感器
　　濕度傳感器的校準(zhǔn)不同于機(jī)械式濕度計(jì)，其校準(zhǔn)環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器的測(cè)試室，選用精密露點(diǎn)儀作為濕度標(biāo)準(zhǔn)，選用擴(kuò)展不確定度為0.1℃的溫度計(jì)為溫度標(biāo)準(zhǔn)。濕度校準(zhǔn)點(diǎn)為從低濕10%RH到高濕90%RH（在20℃或25℃下）每間隔10%RH做一次，每點(diǎn)讀取三次數(shù)值。同時(shí)也要對(duì)傳感器穩(wěn)定性、相應(yīng)時(shí)間、濕滯等指標(biāo)進(jìn)行考核。
　　3 工作應(yīng)用
　　3.1 機(jī)械式溫濕度計(jì)
　　干濕計(jì)的校準(zhǔn)過程中，其示值的讀取是較為重要的一步。干濕計(jì)自身的干、濕溫度計(jì)是通過金屬扣固定在帶有溫度刻度的面板上，并通過觀察水銀柱的高度與溫度面板相對(duì)應(yīng)的數(shù)值來讀取溫度值。其濕度是通過計(jì)算干、濕溫度計(jì)示值的差值查表或直接用干、濕球溫度對(duì)比得出相對(duì)濕度值。干濕溫度計(jì)的固定、上水紗布的選擇和濕球用水、干濕溫度計(jì)感溫介質(zhì)的不同都會(huì)影響到干濕計(jì)的示值。
　　機(jī)械式溫度計(jì)與溫濕度計(jì)在校準(zhǔn)過程中，其調(diào)修工作尤為重要。通常是在常溫下將溫濕度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器同時(shí)恒定一段時(shí)間，通過對(duì)比調(diào)修好，使溫濕度計(jì)在這個(gè)溫濕度環(huán)境下更接近標(biāo)準(zhǔn)器的示值，這樣可避免打開溫濕度箱調(diào)修造成的一系列問題。另外，指針位置的顛倒會(huì)阻礙其活動(dòng)，指針活動(dòng)范圍受限勢(shì)必會(huì)影響示值。如果事先沒有發(fā)現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致校準(zhǔn)數(shù)據(jù)偏差較大或認(rèn)為此溫濕度計(jì)已壞，進(jìn)而作出錯(cuò)誤的判斷。
　　3.2 電子式濕度傳感器
　　在濕度傳感器實(shí)際標(biāo)定困難的情況下，可以通過一些簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行濕度傳感器計(jì)量特性的判斷與檢查。在對(duì)電子濕度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)之前，可用嘴呵氣或利用其它加濕手段對(duì)其所在環(huán)境加濕，觀察其靈敏度、重復(fù)性、升濕降濕性能、分辨率等。此外，部分濕度傳感器是由電池供電，電量過低時(shí)，濕度顯示值會(huì)嚴(yán)重偏離參考值，這樣便影響了我們的判斷，所以在校準(zhǔn)和使用過程中要注意提醒客戶定期更換電池。
　　電子濕度傳感器以其較好的準(zhǔn)確度和良好的穩(wěn)定性（短期內(nèi)）為溫濕度監(jiān)測(cè)提供了良好的技術(shù)支持，但長(zhǎng)期穩(wěn)定性不佳和使用壽命偏短卻是影響其質(zhì)量的頭等問題。為此，對(duì)于使用和檢校環(huán)境的要求和使用人員的素質(zhì)要求是較為苛刻的，應(yīng)避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的環(huán)境中使用，也要避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。
　　4 結(jié)語(yǔ)
　　近年來，各種制造原理、規(guī)格型號(hào)的溫濕度計(jì)層出不窮，環(huán)境溫濕度的監(jiān)測(cè)技術(shù)在持續(xù)發(fā)展，其使用范圍之廣泛，技術(shù)開發(fā)之迅猛，標(biāo)志著人類在溫濕度測(cè)量領(lǐng)域獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。與此同時(shí)，對(duì)于溫濕度計(jì)的檢定校準(zhǔn)工作也提出了更高的要求，身為計(jì)量人員，為保證國(guó)家生產(chǎn)制造基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)合格，更要與時(shí)俱進(jìn)，深入理解其工作原理，持續(xù)創(chuàng)新、改進(jìn)校準(zhǔn)方法。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 李英干，范金鵬，《濕度測(cè)量》，北京：氣象出版社，1990.
　　[2] 廖理主編，《熱學(xué)計(jì)量》，北京：原子能出版社，2002.
　　[3] 韓悅文，《幾種典型濕度傳感器的原理和概要分析》，江漢大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）第37卷第1期，2009.