用干、湿球法测量相对湿度结果的不确定度分析

　　1　前言

　　测量相对湿度一般常用的仪器有:湿度变送器、自动通风干湿表、干湿球法等。但由于干湿球法测量相对湿度方法简单,计算方便,重点性好,价格低廉等优点而得到广泛的应用。现就对使用干湿球法测量相对湿度结果的不确定度作以分析。

　　2　用干、湿球法测量相对湿度的数学模型

　　空气的相对湿度(% )的计算公式为:

　　式中:e———空气的水气压Pa;

　　ew———干球温度下的饱和水气压Pa;

　　etw———湿球温度下的饱和水气压Pa;

　　P—大气压Pa;

　　ttw———分别为空气的干湿温度℃;

　　A———0.00001(656.75v);

　　v—风速m/s。

　　把(2)式代入(1)式得:

　　对(3)式微分:

　　根据克拉贝龙方程可得:

　　式中:hβ—饱和汽相的焓值;

　　h(a)—饱和液相的焓值;

　　v(β)—饱和汽相的比容;

　　v(a)—饱和液相的比容;

　　T—饱和湿度。

　　在压力较低的情况下,由于蒸汽的体积远大于液体的体积,一般可忽略液体的体积。这时如果气液相变中用理想气体定律pv=rT来近似描述蒸汽的体积,则上式可变换成:

　　式中:r—汽化潜热J/g;

　　R—气体系数J/g

　　将(7)式和(8)式代入(4)式得:

　　则灵敏度系数为:

　　3　测量不确定度的评定

　　选用A级Pt100铂热电阻为干、湿球温度计,并配有分辨率为0.01℃的温度巡检仪来测量干、湿温度值。知道干湿温度值查表可知相对湿度。干球温度40℃,相对湿度为95%的情况下对测量结果进行分析。

　　重点性测量在德国富琪温湿度环境试验箱中进行。设定温度40℃,相对湿度95%,共做十次,用贝塞尔公式计算测量的重点性ΦA。

　　3·2　B类标准不确定度。

　　(1)由湿球温度计带入的不确定度ΦB1湿球温度计经检定,并带上修正值使用,在(0~60)℃范围带来的误差≤0. 15℃均匀分布。由此引起相对湿度的不确定度为:

　　(2)由于干球温度计带入的标准不确定度ΦB2干球温度计和湿球温度计一样,经检定,并带上修正值使用,带来的最大误差≤0. 15℃.由此引起相对湿度的不确定度ΦB2为:

　　(3)由干、湿球温度计的温度差带入的标准不确定度ΦB3

　　干、湿球温度计虽然经过检定,并配对使用。但使用中存在的误差,在实际中两者误差Δt≤0. 15℃,由此引起的相对湿度的不确定度ΦB3为:

　　(4)由干湿球表系数A带入的标准不确定度ΦB4