温湿度传感器检定装置对比实验与分析

　　0　引言

　　HMP45D温湿度传感器是国内自动气象台(站)普遍使用的温湿度传感设备[1-3]。为了确保传感器的测量准确度,气象部门需要对新出厂或使用中的传感器定期进行校准[4,5]。目前,主要利用天津气象仪器厂生产的恒湿盐湿度发生器作为此传感器的检定装置[6]。随着计量技术的快速发展,温湿度检定装置不断地推陈出新。国内各省气象检定部门除了配备湿度检定箱以外,部分省份还配备了湿度发生器和调温调湿箱等,均可进行HMP45D温湿度传感器的校准工作。面对众多的温湿度检定装置,哪种装置的性价比更高、校准质量最好,是计量工作人员较为关心的问题。但是,关于这方面的研究甚少,针对这个问题,利用本单位现有的4种常用温湿度检定装置进行了大量的对比实验,分析了各检定装置校准HMP45D温湿度传感器的质量差异,为计量工作者提供一定的参考。

　　1　检定装置

　　本单位配备的温湿度检定装置有恒湿盐湿度发生器、HUMOR20型湿度发生器、DJM10湿度检定箱和调温调湿箱。恒湿盐湿度发生器是天津气象仪器厂生产的JDH1型湿度检定装置(出厂编号:02-005),利用一定温度下密闭容器中氯化镁和硫酸锌饱和溶液上方的湿度值为一确定值的原理制成,可进行33%和87%两湿度点的校准;HUMOR20型湿度发生器是EElektronik○RGes.m.b.H.公司生产的湿度发生设备(出厂编号:P58983.168),采用了传统双压法的工作原理,通过控制湿度发生器饱和室内气相压力,利用减压阀使饱和空气的压力降为环境压力,并导入测量室,从而可调节测量室内部空气湿度;DJM10湿度检定箱是天津气象仪器厂生产(出厂编号:03),其控湿原理是利用电动通风干湿表测得的相对湿度值为标准信号,通过控制系统调节加湿器与干燥系统的通断,实现箱体内湿度的调节;调温调湿箱是德国伟思富奇公司生产的环境试验箱(出厂编号:54686004190320),其控湿原理类似于DJM10湿度检定箱,根据内置的干湿球温度表测得的温度值推算出测量室内的湿度,并由加湿系统和除湿系统进行湿度调节。与DJM10湿度检定箱不同的是调温调湿箱可以进行温度控制,控温范围为-70~180℃。

　　2　校准结果及分析

　　实验主要依据《自动气象站现场校准方法》(试行)进行两点校准,校准点分别为33%RH和87%RH。按照暂行校准方法的规定,温湿度传感器的温度误差小于0.2℃,湿度小于80%RH时湿度误差小于4%RH,湿度大于80%RH时湿度误差小于8%RH。我们选取5支新出厂的HMP45D温湿度传感器进行实验,并以HMP233温湿度仪为标准器。检定时,将HMP233温湿度仪与HMP45D温湿度传感器同时放入温湿度检定装置中,稳定30 min后开始读数,1次/min读数,共读10次。数据处理时,分别将HMP233温湿度仪10次温度和湿度读数求均值后加上相应修正值作为其标准值,再分别计算HMP45D温湿度传感器10次温度和湿度读数的平均值,并以此作为其校准结果。最后,将HMP45D温湿度传感器的校准结果减去标准值,得到温度和湿度的测量误差。下面分别介绍采用4种检定装置检定时,HMP45D温湿度传感器的温度和湿度校准结果。