第三章　湿度测量 湿度：空气中水汽的含量 应用领域： 工农业 气象 环保 国防 科研 航空航天

湿度的基本概念 ⒈绝对湿度(Absolute humidity) 一立方米湿空气在标准状态下所含有的水蒸汽的质量。符号：v，单位：g/m3 ⒉相对湿度（Relative humidity） 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。 ⒊含湿度 1kg干空气所挟带的水蒸汽的质量。单位：g/kg

湿度传感器的分类

第三章 湿度测量 本章主要内容： 干湿球湿度计 氯化锂电阻式湿度计 氯化锂露点式湿度计 毛发、尼龙丝湿度计 光电式露点湿度计 第三章　湿度测量 本章主要内容： 干湿球湿度计 氯化锂电阻式湿度计 氯化锂露点式湿度计 毛发、尼龙丝湿度计 光电式露点湿度计 电容式湿度传感器 热敏电阻湿度传感器

第一节　干湿球湿度计 二、普通干湿球湿度传感器及其测湿原理 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： 综合以上两式得： 可知：(T－TS)↗(↘)，相对湿度φ↘(↗)。 也可利用焓湿图或表3-1查得φ值。表3-1只适用于风速为2.5m/s与大气压力为101325Pa时。否则按下式修正： 要求精度不高时，可不必修正。

干湿球湿度计速查表 行1--温差，列1— 干球温度读数

三、电动干湿球湿度计 ㈠电动干湿球湿度传感器 构造和组成：如图3－2。 风机：造成2.5m/s以上的恒定风速气流。 　　 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。 干球温度T　　　　　　 湿球温度Ts

㈡电动干湿球湿度计电路原理 移动滑动触点D的位置，使VDE＝VAB，检流计RG中无电流，此时D点位置反映了干湿球电桥输出的电压差，即反映了相对湿度，根据计算和标定，可在R上标出相对湿度值。　　

　自动干湿球湿度计 如热电偶作测温传感器时：

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第二节 氯化锂电阻式湿度计 一、吸湿法测湿 某些无机或有机材料的含湿量 空气含湿量 材料物理性质或几何形状及尺寸随之变化。 测出湿度 第二节　氯化锂电阻式湿度计 一、吸湿法测湿 某些无机或有机材料的含湿量 空气含湿量 材料物理性质或几何形状及尺寸随之变化。 测出湿度 常见的吸湿法测湿元件： 　　　氯化锂、磺酸锂湿度敏感件； 　　　高分子膜电容系列湿度敏感元件； 　　　毛发或特殊尼龙丝(薄膜)作的湿度计。 吸湿法湿度计—静态和动态特性较好。

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 氯化锂溶液电阻→交流不平衡电桥→电桥对角电位差→空气相对湿度 ●优点：结构简单，体积小，反应速度快，灵敏度高(可测φ=±0.14%变化)。 ●缺点：每种测头的量程较窄，互换性差，易老化，耐热性差。

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 φ 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 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 构造：图3-7。 φ φ↑↓ LiCl液吸水(放水) 平衡 LiCl液电阻↓↑ 加热丝电流↑↓ TC 空气露点温度 图3-6或式3-11 加热丝电流↑↓ 平衡温度Tc TC 加热丝发热量↑↓ 式3-14 φ LiCl液温度↑↓ LiCl液饱和蒸汽压力↑↓ 空气干球温度T

三、氯化锂露点湿度变送器 结构方框图如图3-8。

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第四节 其他湿度计 一、毛发、尼龙丝湿度计 一般经加工后的毛发和尼龙在φ=10%~100%范围内，φ与伸长率具有一定的关系。 第四节　其他湿度计 　　一、毛发、尼龙丝湿度计 　　一般经加工后的毛发和尼龙在φ=10%~100%范围内，φ与伸长率具有一定的关系。 　　脱脂毛发在φ变化10％时，长度伸长2%。 反应慢，易老化，精度不高。

二、光电式露点湿度计 使用光电原理，用于直接测量气体露点温度。基本结构及系统方框图如图3－10。 　使用光电原理，用于直接测量气体露点温度。基本结构及系统方框图如图3－10。 组成：金属露点镜，光学系统，半导体制冷器等.

原理： 未结露时，露点镜反射性能好。→制冷，镜温度↓→结露。 开始结露时，露点镜散射作用增强→减小制冷电流→镜温度升高→不结露→结露→动态平衡。 铂电阻测得动态平衡时的温度即为气体露点温度。 性能：露点测量范围：－60℃~100℃ 误差范围为±0.05℃ 最低能测到1％~2%的相对湿度 特点：测量精度高，可测高压、低湿、低温气体的相对湿度。但采样气体不得含有烟尘，油脂等。

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三、电容式湿度传感器 φ变化→高分子聚合物薄膜吸湿不同→其介电常数改变→电容量变化→通过交流电路将电容转换为电压→φ。

四、热敏电阻湿度传感器 Rf—置于经常与大气接触的开孔金属盒内，测量绝对湿度。 R0—置于密闭的金属盒内，基准热敏电阻。 利用不平衡电桥，绝对湿度→电压。 特点：响应快，无滞后，使用时应避免振动和气体干扰。

典型的电子式湿度传感器

典型的电子式湿度传感器

电子式温湿度计

露点传感器外形

五、湿度计的选择与使用 选择时考虑：测湿范围，灵敏度，响应速度及温度系数。 各种常见湿度计的特点：见表3－2

第三章【湿度测量】总结 ●普通、电动干湿球湿度计：根据干球温度和湿球温度或两者温差，确定空气相对湿度。 ●氯化锂电阻湿度计：利用氯化锂溶液吸湿后电阻率变化制成，再通过交流电桥输出电位差，即可确定空气相对湿度。 ●氯化锂露点式湿度计：测出氯化锂液饱和温度，与空气干球温度信号一起输入双电桥电路，转换成空气相对湿度对应的电压信号，再处理后显示，调节输出。

●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 P55：4、5、6、7

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