三种典型湿度标准器性能参数对比分析

　　0　引言

　　正确认识湿度标准器的性能参数对于提高检定质量、合理编制检定方法、编写操作规程和标准器的选型具有重要指导意义。因此,进行不同类型湿度标准器性能参数的对比测试研究对计量工作具有一定的实用价值。

　　电动式通风干湿表、电容式温湿度仪、冷镜式露点仪是气象计量检定机构经常使用的三种典型湿度标准器[1-4],其测湿原理各不相同。电动通风干湿表根据干湿球测湿原理制成,通过测量干球和湿球的温度差反算出相对湿度。电容式温湿度仪利用电容器的电容量随湿度感应材料吸附水分子的多少发生变化进行湿度测试[5]。冷镜式露点仪通过自动控制、检测系统判断采样气体中水蒸气冷凝成露或霜的相平衡状态,并准确测量此刻镜面的露层温度,根据露层温度反算得到采样气体中的水汽含量[6-7]。目前,关于这三种类型温湿度标准器性能参数的对比研究少见经传,实验中针对这三种典型的温湿度标准器,分别选取天津气象仪器厂生产的DHT-2000型高精度温湿度测试仪、VaisalaHMP233温湿度仪和日本Shinyei S-1露点仪进行实验。三台标准器测量参数均符合二等标准湿度量传设备的要求。其中, DHT-2000型高精度温湿度测试仪与VaisalaHMP233温湿度仪均于2009年8月9日经国家气象计量站检定,检定结论为所检项目满足规程要求,有效期至2010年8月8日; Syinyei露点仪于2009年8月6日经中国计量院检定,检定结论为准予做湿度传递标准使用,有效期至2010年8月5日。实验中根据多次测量结果,对比分析了在相同的测试条件下,三种二等湿度标准量传设备在测湿精度与标准不确定度、灵敏性、重复性和复现性等方面的差异。

　　1　测试原理

　　图1为三种湿度标准器性能对比测试系统示意图。实验中,我们以天津气象仪器厂生产的DJM10型湿度检定箱(NO: 96-02)为湿度发生设备。DHT-2000高精度温湿度测试仪(NO: 03)放置于湿度检定箱内部,Syinyei露点仪(NO: 110G09)和HMP233温湿度仪(NO: X2440116)本体放于湿度检定箱外部,其湿度探头由湿度检定箱的预留口插入检定箱内部。调节温湿度仪和露点仪探头位置,使其与高精度温湿度测试仪处于相同高度。温湿度仪与露点仪的通信端口与计算机连接,并通过采集软件自动读取、记录湿度测量结果。

　　2　测试结果

　　此次对比实验于2009年8月至同年11月进行,主要考察的技术参数有:①湿度标准器在不同湿度检定点的测量精度和标准不确定度;②当湿度发生改变时,湿度标准器的响应速率,即灵敏性;③在相同测试条件下,湿度标准器在进行多次连续测量时的重复性;④当改变环境温度时,湿度标准器多次测量结果之间的复现性。