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1、湿度在计量法中规定,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，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。湿度测量的历史 湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。湿度计测 的历史可以追溯到中国的天秤型（公元前179年）为最早的湿度计测。（温度计测可追溯到记载的 希腊时代的温度计。）绝对湿度（Absolute humidity）单位体积（lm3）的气体中含有水蒸气的质量（g）。表示：D=g/m3但是，即使水蒸气量相同，由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化，即绝对
2、湿度D发生 变化。 D 为容积基准。相对湿度（ Relative humidity）气体中的水蒸气压（e）与其气体的饱和水蒸气压（es）的比/用百分比表示。表示：rh=e/esx100%但是，温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。饱和水蒸气压（Saturation Vapor Pressure）气体中所含水蒸气的量是有限度的，达到限度的状态即可称之为饱和，此时的水蒸气压即称为 饱和水蒸气压。此物理量亦随着温度，压力的变化而变化，并且,0C以下即使同一湿度，与水共存的 饱和水蒸气压（esw）和与冰共存的饱和水蒸气压（esi）的值不同，通常所采用的是与水共存的饱 和水蒸气压（
3、esw）。各温度对应的饱和水蒸气压表JIS-Z-8806在卷末记载。露点（ Dew Point）温度较高的气体其所含水蒸气也较多，将此气冷却后，其所含水蒸气的量即使不发生变化，相 对湿度增加，当达到一定温度时相对rh达到100%饱和，此时，继续进行冷却的话，其中一部分的水蒸 气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度（Dew Point Temperature）。露点在0C以下结冰时即为 霜点（ Frost Point）。不快指数THI （temperature humidity index ）不快指数这一术语，流行于表示居住环境,始用于1959年美国气象局。表示为:THI=（乾球温度 td+湿球温
4、度tw） xO.72+40.6，此数据7075为半数不快,80以上基本上为全员不快,最近,市场上 有不快指数计在得以销售。实效温度（ Effective Temperature） 不快指数是人体可感知的指数的简易表示方式，随着最近空气调和技术的发展，温度，湿度以 外，又导入了风速等人间可感知的项目，从而创造了这个术语。与不快指数的差异不大，其变化较为 接近。等价温度( Equivalent-Warmth)包含实效温度的要素（温度,湿度,气流）以及辐射等4要素的术语。混合比X （humidity mixing ratio ）对于1 kg水蒸气以下的空气（干燥空气），包含Xkg比例的水蒸气，其质量
5、的比例X（kg/kg）为混合比,即使温度压力和体积发生变化,只要水蒸气的量不变,其混合比不变。因此,为了便于计算, 在工业上将混合比称为绝对湿度来使用。X为重量标准。空气线图即表现含有水蒸气的空气（湿气）性质的线图，横轴表示的是热函（I），纵轴表示的是混合比 （X）,图中的1点所有表示的空气的状态称为状态点，知道了这个状态点，其状态下空气的干球温度, 湿球温度,ludian温度,混合比，相对湿度，以及热函即可计算出来。ｴ热函（kcal/kg） .干燥空气的显热和水蒸气的显热+潜热的合计。（即湿气的全 热量）。比湿S （Specific humidity）即湿气（1kg）中所含的水
6、蒸气（kg）。kg/kg来表示。比较湿度0邙ercentage humidity ）即 1kg干气中所含水蒸气量（湿气的绝对X）和同样温度的1kg干气所含饱和水蒸气量（饱 和空气的绝对湿度Xs）的比值的100倍。0=X/XsxlOO%或称为饱和度（Saturation degree）即0=0为干燥空气,0=100为饱和空气。 摩尔比（molar humidity ）九即水蒸气压和干气的压力比，即两者的摩尔数的比。饱差（ saturation deficit）即es-e或Ds-D。在论述水的蒸发，干燥时用。 标准温湿度状态（ JIS-8703）标准湿度状态 1级 ：相对湿度 652%rh 标准湿
7、度状态2级：相对湿度655%rh 标准湿度状态3级：相对湿度6520%rh 通常3级湿度状态为常湿。标准温湿度状态1类：温度201C相对湿度652%rh 标准温湿度状态2类：温度202C相对湿度652%rh 标准温湿度状态3类：温度202C相对湿度655%rh 常温常湿:温度 2015C 相对湿度 6520%rh湿（干）球温度（ Wet-bulb temperature）tw 与外部隔热的系统内气体与液体接触，气体传导给液体一定的热量，其受热液体部分蒸发，气 体的温度，湿度以及液温均无变化时的液温（twC ）为其时的气体状态的湿球温度。即其时的气 体温度（tC）为干球温度（化学工学词典）断热饱
8、和温度（ Adiabatic Saturation temperature）ts 空气在断热的状态下与水接触，称为与水温相同的饱和空气。此时的温度为断热饱和温度。湿球温度计的湿球感热部的表面的水分进行蒸发夺取潜热,与周围的空气进行热5m/sec以 上时即可与断热饱和温度相同。水分活性(water activity) Aw食品中所含的水分,与自由水区别开来,以结晶水的形态自由吸放。以前计算食品水分含水量 的方式是将食品进行干燥比较其重量,最近采用热力学的方法使用自由水和自由度来表示水分活 性的观点是比较合理方法,其值为 Aw。显热kcal/kg随着物体温度的升降，干燥空气lkg所出入的热量/温度
9、相当于。0. 24T显热,0. 24即为干燥空 气的重量比热(kcal/kg C)。潜热 ”kcal/kg” 物体的蒸发,凝聚相互变化时,即使出入的热量/温度的升降发生变化,其出入的热量不变。温度 T的水蒸气lkg的潜热(597.3+0.44T)。597.3是蒸气的气化潜热。热函 即物体的保有热量的总量。热水分比 不饱和空气从其他物体(例如其他空气,水,水蒸气等)上得到热和水分时,其空气的热函变化 量/ i和绝对湿度的变化量/X的比尸/i/X雾气饱和空气中混有水滴的状态。饱和空气中混有雪和冰的状态。比重量Y湿度传感器的发展趋势(转载)在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对
10、环境湿度进行测量及控制。 但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量 湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多，温 度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。此外，湿度的标准也是 一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成 化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件， 也将湿度测量技术提高到新的水平。l 湿敏元件的特性 湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要电阻
11、式、电容式两大类。1.1 湿敏电阻湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上 时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例 如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点 是线性度和产品的互换性差。1.2 湿敏电容湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸 纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电 容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿 度的滞后量
12、小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生 产湿敏电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的SH1100 型湿敏电容为例，其测量范围是（1%99%） RH,在55%RH时的电容量为180pF （典型值）。 当相对湿度从0变化到100%时，电容量的变化范围是163pF202pF。温度系数为0.04pF/C,湿度 滞后量为1.5%，响应时间为5s。除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重 量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性
13、度及抗污 染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精 度及长期稳定性。表1 集成湿度传感器的主要技术指标2 集成湿度传感器的性能特点及产品分类目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywell公司（HIH-3602、 HIH-3605、HIH-3610型），Humirel 公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron 公司（SHT11、SHT15型）。这些产品可分成以下三种类型：2.1 线性电压输出式集成湿度传感器典型产品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特点是采用恒
14、压供电，内置放大电路，能输 出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。2.2 线性频率输出集成湿度传感器 典型产品为HF3223型。它采用模块式结构，属于频率输出式集成湿度传感器，在55%RH时的输 出频率为8750Hz （型值），当上对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。 这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。2.3 频率/温度输出式集成湿度传感器典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用负温度 系数（NTC）热敏电阻作为温度传感器。当环境
15、温度变化时，其电阻值也相应改变并且从NTC 端引出，配上二次仪表即可测量出温度值。3 单片智能化温度/温度传感器2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、SHT15型智能化温度/温度传感器，其外形 尺寸仅为7.6 （mm）x5 （mm）x2.5 （mm），体积与火柴头相近。出厂前，每只传感器都在温度 室中做过精密标准，标准系数被编成相应的程序存入校准存储器中，在测量过程中可对相对湿度 进行自动校准。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的范围是0 100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为2%RH。测量温度的范围是-40C+123.8C，分辨力为 0
16、.01C。测量露点的精度1C。在测量湿度、温度时A/D转换器的位数分别可达12位、14位。 利用降低分辨力的方法可以提高测量速率，减小芯片的功耗。SHT11/15的产品互换性好，响应 速度快，抗干扰能力强，不需要外部元件，适配各种单片机，可广泛用于医疗设备及温度/湿度 调节系统中。芯片内部包含相对湿度传感器、温度传感器、放大器、14位A/D转换器、校准存储器（E2PROM）、 易失存储器（RAM ）是、状态寄存器、循环冗余校验码（CRC ）寄存器、二线串行接口、控制 单元、加热器及低电压检测电路。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的 信号，然后经过放大，分别送至A/D转换器进行模/数转
