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机械式温湿度计检定中的示值误差分析

刘彦刚

2018/12/11

仪器检定/校准/计量

机械式温湿度计检定中的示值误差分析

原创：王轶　曹峥计量资讯速递
一、机械式温湿度计的检定
1.检定用标准器的技术性能和选型要求
　　依据JJG205-2005《机械式温湿度计检定规程》要求，检定用标准器应选用精密露点仪或通风干湿表。选用精密露点仪时，应使用铂热电阻来记录露点、相对湿度和温度。精密露点仪计量性能要求如表1所示。选用能同时显示相对湿度和温度的电动数字式通风干湿表时，通风干湿表应与大气压力计配套使用。通风干湿表计量性能要求如表2所示。

　　JJG205-2005中对温湿度检定箱也有相应规定，温湿度检定箱计量性能如表3所示。目前，常用温湿度检定箱的工作原理主要有三种：分别是双温法、干湿气流混合法及加湿去湿法。稳定的温湿度检定箱能够营造出一个恒定均匀的温湿度场，这对于检定是非常必要的。笔者建议选择在箱体上采取双操作孔设计的温湿度检定箱，这样在检定过程中能直接在箱体内对被检仪表进行微调。通过大面积透明观察窗或者多面透明观察窗，在大批量检定过程中可以保证箱体内冷、热量的平衡，同时也可以保证升温和降温的速度。

2.温湿度计的检定方法和要求
（1）温度示值的检定
　　在温度示值的检定过程中，宜选用铂电阻测温仪作为标准器。在具体操作时，注意需要将探头的一端放入检定箱内，与温湿度计在同一水平面上，探头不能接触到检定箱的四壁。打开铂电阻测温仪的开关，提前进行预热。启动检定箱电源开关，在温湿度检定箱面板上输入规定参数，按下确认键。检定箱在运行一段时间后会进入一个稳定状态。这时检定人员可以仔细观察测温仪的读数是否进入稳定状态。因为温湿度计的热响应时间远大于铂热电阻，所以在测温仪进入稳定状态后，还要等待温湿度计进入稳定状态。如测温仪已进入稳定状态，再稳定10min后，就可以读取被检温湿度计和测温仪的示值。
（2）湿度示值的检定
　　在湿度示值的检定过程中，使用精密露点仪作为标准器。应将精密露点仪的探头置于温湿度检定箱正中位置。温湿度检定箱面板上输入相应的温度、湿度值，按下确认键。当检定箱内湿度数值达到稳定状态后，再观察精密露点仪的湿度示值是否稳定。如湿度露点仪的示值已进入稳定状态，也同样要等待10min左右，再读取被检温湿度计和精密露点仪的示值。
二、示值检定中的主要误差分析
1.精密露点仪
　　精密露点仪指示的相对湿度值主要误差来源：一是露点温度测量误差；二是气体的温度测量误差。
　　在露点温度测量中，造成露点测量误差的一个重要原因就是镜面污染，其影响主要表现在两个方面：一是拉乌尔效应；二是改变镜面本底散射水平。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质（一般是可溶性盐类），则镜面提前结露，使测量结果产生偏差。若污染物是不溶于水的微粒（如灰尘等），则会改变镜面本底散射水平，从而使光电露点仪发生零点漂移。因此，应尽力防止露点仪的镜面被污染，这就要求温湿度检定箱所使用的水必须是纯净水，同时，在气体进入检定箱前应进行过滤。不过，即使是在纯气的测量中，镜面的污染也会随着时间增加而累积，所以应根据具体情况定期或随时用无水乙醇或专用清洗液进行镜面清洗。
　　为了得到相对湿度值，还需要准确测量气体的温度。其误差来源有两个：一是温度计本身的误差。根据JJG205-2005的要求，标准器的测温误差不超过±0.1℃。二是检定箱均匀度和波动度造成的误差。规程要求温湿度检定箱的温度均匀度不应超过0.3℃，温度波动度不应超过±0.2℃。这样，在满足规程要求的情况下，由于温度传感器本身的误差和在温湿度检定箱中放置位置的不同，会产生一定的湿度误差。
　　精密露点仪湿度示值的分辨力为0.1%RH，精密露点仪在周期内不作修正所引入的误差为±1.0%RH。
　　精密露点仪温度示值分辨力为0.1℃，精密露点仪在周期内不作修正所引入的误差为±0.1℃。
　　为保证精密露点仪的计量性能满足相应规程要求并保持稳定，除应定期将精密露点仪送检外，还要注意在实际使用时，应将露点仪的露点传感器（投入式）和温度传感器保持一个合适的距离，如果两者距离太近，会影响温度计的测量结果。
2.温湿度检定箱
　　温湿度检定箱在控制温湿度达到稳定状态过程中，会发生湿度上冲的现象，虽然再经过一段时间的波动后，最终稳定在设定的湿度点上；但是在之前上冲的过程中，会使感湿膜上有结露，导致湿度示值偏离，增加一定的误差。可以通过温湿度检定箱面板适当调整PIDC参数，减小上冲幅度，使升值不出现上冲现象。
　　温湿度检定箱湿度波动度为±0.8%RH（20℃）时，温湿度检定箱湿度均匀度为1.0%RH（20℃时）。
　　温湿度检定箱温度波动度为±0.2℃，温湿度检定箱温度均匀度为0.3℃。
3.其他注意事项
　　在机械式温湿度计检定前，首先要检查指针是否有卡针现象，指针的活动是否正常。检测方法是：用手指或笔轻轻敲打一下被检温湿度计，观察指针的活动是否灵活。如果指针有卡针的情况，一定要修复好后再进行检定。在检定中，被检温湿度计在温湿度检定箱要有序摆放，使检测人员能够随时清晰地观察到指针的变化情况。读取数据时，检测人员的视线要与表盘垂直，避免由于斜视读取数据而产生误差。
　　由于精密露点仪工作环境复杂，需要定期清洁精密露点仪的镜面。每次开机前也需要观察镜面，如果发现镜面受到污染，需要及时清洗，清洗后方能使用。对于温湿度检定箱也要定期做维护保养，首先要求温湿度检定箱所使用的水必须是纯净水，同时，在气体进入检定箱前应进行过滤，在更换专用纱布时需要佩戴专用橡胶手套进行相关工作，以避免手上的油渍或细菌污染纱套。
　　随时关注镜面露点仪的量值与温湿度检定箱的显示值的差值是否保持稳定，如果发生较大偏离，需要立即停止设备的使用，查明相关原因，采取相应的措施。

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刘彦刚

第1楼2018/12/11

应助达人

你所在地送检温湿度计，检定费是多少？你觉得合理吗？

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