制冷与空调 V ol.25 No.5 第25卷第5期
2011年10月 Refrigeration and Air Conditioning Oct. 2011.475～478文章编号：1671-6612（2011）05-475-04
第25卷第5期 薛相美，等：干湿球法测量相对湿度的误差分析 ·475·
干湿球法测量相对湿度的误差分析
薛相美 许文革
1
2
（1.佛山市高级技工学校 佛山 528200；2.广东水电二局股份有限公司 广州 511340）
【摘 要】 根据干湿球法测量相对湿度的原理，分析了干球温度、湿球温度、风速对相对湿度测量误差影响，
对相对湿度测量合理选择测试仪表有一定的指导意义。
【关键词】 风速；干球温度；湿球温度；相对湿度；测量误差 中图分类号 TB66 文献标识码 A
Measuring Error Analysis of Relative Humidity with Dry and Wet Bulb Method
Xue Xiangmei1 Xu Wenge2
( 1. Foshan Advanced Technical School, Foshan, 528200;
2. Guangdong Hydropower Engineering Bureau Co., Ltd, Guangzhou, 511340 )
【Abstract 】 Based on the dry and wet bulb method, the influence of dry bulb temperature, wet bulb temperature and wind velocity on measurement error of relative humidity were analyzed, the results have demonstrated that the measurement error is higher in low temperature and high humidity than that of in high temperature and low humidity. The studies are practicably instructive for selecting reasonable humidity measurement instruments.
【Keywords 】 wind velocity; dry bulb temperature; wet bulb temperature; relative humidity; Measuring Error
0 引言
随着科学技术的发展，现代湿度测量技术有了进步，从传统的干湿球法、露点法、电解法，到电阻电容法、吸收光谱法，湿度测量向着快速、准确、高灵敏度的方向发展[1]。
在空调工程和制冷设备测试中相对湿度是一个重要的物理量。基于成本、操作简便等方面考虑，干湿球法测量相对湿度仍得到普遍应用。
干湿球法是依据干湿球温度差效应来测量空气相对湿度的。水分子从湿球表面蒸发汽化变成水蒸汽需要吸收汽化热，不断地蒸发，不断地从蒸发表面吸热而使湿球表面冷却。这种冷却的程度取决于周围空气的相对湿度，大气压力以及风速。如果大气压力和风速不变，则相对湿度愈高，湿球表面水分蒸发强度就愈小，湿球表面温度即湿球温度与干球温度之差就愈小。反之，干湿球温差就愈大。因此，只要测量出干湿球的温度差，找到相对湿度作者简介：薛相美（1969-），男，硕士研究生，高级讲师。 收稿日期：2011-01-20
与温差之间的关系就可计算出相对湿度[2,3]。
1 干湿球法测量相对湿度的原理
根据热湿传递原理，当达到热湿平衡时空气对湿球的传热量Q 1等于纱布上水分蒸发所需的潜热Q 2，即：Q 1=Q 2 （ 1）
根据传热原理：Q 1=α（t -t w ）F （2） 其中：α为空气与湿球水表面的热交换系数，W/m2·℃；t 为干球温度，℃；t w 为湿球温度，℃；F 为湿球表面积，m 2。
根据传湿原理，由道尔顿蒸发定律可知，水分蒸发质量与周围空气的水汽饱和差及蒸发面积成正比，与当时的大气压力成反比，因此，湿交换量[4]
101325
可写为：W =β（P q ′, b −P q ）F kg/s
B
101325
Q 2=W ⋅r =β（P q ′, b −P q ）F ⋅r （3）
B
·476· 制冷与空调 2011年
其中：W 为湿交换量，kg/s；r 为汽化潜热，J/kg；β为湿交换系数，kg/（m 2·s·Pa）；F 为湿球表 面积，m 2；B 为实际大气压，Pa ；P q ′, b 为湿球温度 下饱和水蒸汽分压力，Pa ；P q 为空气的水蒸气分压力，Pa 。
由式（1）、（2）、（3）得：
α（t −t w ）
P q =P q ′, b −
⋅r β⋅B
=P q ′, b −A （t −t w ）B
其中：干湿表系数A =
其中：U 为相对湿度，%；P q 为实际空气的水
蒸汽分压力，Pa ；P q,b 为干球温度t 所对应的饱和 水蒸汽分压力，Pa ；P q ′, b 为湿球温度t w 所对应的饱和水气压，Pa ；P q,b 、P q ′, b 由下列经验公式确定：
ln P q , b =ln P q ′, b =
C 1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T T
C 123
+C 2+C 3T w +C 4T w +C 5T w +C 6ln T w T w
（5）
其中：C 1=5800.2206，C 2=1.3914993，C 3=
αβ⋅101325⋅r
（℃），
-1
在工程测量中A 可以根据大气压和流过湿球的风
速查表得到，也可根据经验公式计算得到，
6. 75；P 为大气压，kPa ；t 为干
A =0. 00001×(65+)
υ
球温度，℃；t w 为湿球温度，℃。
因此相对湿度：
P q P q ′, b -AB （t −t W ）×100%=×100%（4）U = P q , b P q , b
e U =
e
(
C 1
+C 2+C 3Tw +C 4Tw 2+C 5Tw 3+C 6ln Tw ) Tw
-0.4860239，C 4=0.41764768×10-4，C 5=-0.14452093 ×10-7；C 6=6.5459673，T =t +273.15，T W =t w +273.15
将（5）代入（4）得：
U =
e
(
C 1
+C 2+C 3Tw +C 4Tw 2+C 5Tw 3+C 6ln Tw ) Tw
(
e
100% （6）
若考虑风速对A 的影响，将A 代入（2）-（6）得：
C 1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T ) T
−AB （T −T W ）×
−0. 00001×(65+
6. 75
(
1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T ) T
) ×B （T −T W ）
（7）
实际上风速不仅会引起A 的变化，也会引起温度的变化，有学者认为A 值不仅与风速有关，而且与干球温度有关，并根据试验数据拟合A 与v 、t 的关系曲线。同时在上述公式推导过程中忽略了环境辐射的作用，在高温、低温环境中辐射热对相对湿度影响也越来越显著，也有学者在这方面进行了研究[4-7]。
在本文下面的分析中忽略A 值与干球温度的关系，不考虑辐射对湿球温度的影响。
−A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
P q , b
0.0000675×B (T −T w )
×d v
v 2×P q , b
其中：
×d T +
（8）
2 干湿球法测量相对湿度的误差分析
从式（7）可知，影响相对湿度的参数包括：干球温度、湿球温度、流过湿球的风速、大气压。对（7）式求相对湿度关于T 、T w 、v 的全微分d U 得：
P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B d U =×d T w +
P q , b
C 6 C 12
++2++3C +C C T T 34w 5w T w T w
C 6C 2
++2++3C +f ′(T ) =−1C C T T 3452
T T
2.1 湿球温度误差与相对湿度误差的关系
当B 、t 、v 一定时，可认为相对湿度U 是湿球温度T W 的单值函数，由式（8）得：
d U P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B
= （9）
P q , b d T w
f ′(T w ) =−由（9）式知，
dU
与A 、B 、T 及T W 有关。 dT w
当A =0.000667℃-1、B =101325Pa时，空气干球温度
第25卷第5期 薛相美，等：干湿球法测量相对湿度的误差分析 ·477·
t 在23～31℃范围，相对湿度U 在40～100%范围内时，d U /dT W 在5%～9%之间，说明湿球温度变化1℃时，对应的相对湿度变化为5%～9%[5]。
利用公式（9），当A =0.000667℃-1、B =101325Pa、t =25℃，湿球温度在10℃至25℃范围内的变化时，湿球温度与d U /dT W 的关系如图1所示。
图1 干球温度t =25℃，湿球温度与d U /dT w 的关系 Fig.1 The relation of t w and dU /dT w when t =25℃
由图1可知，随着湿球温度从10℃增加到25℃，相对湿度的误差从4.7%增加到8.4%，即湿球温度的测量误差对相对湿度的影响随着湿球温度的升高而增加，这说明在高湿状态下，相对湿度测量的误差较大；湿球温度的误差引起相对湿度的误差为正偏差。
2.2 干球温度测量误差与相对湿度误差的关系
当B 、Tw 、v 一定时，认为相对湿度是T 的单值函数，由（8）式得
d U −A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
d T =P q , b
（10） 利用公式（10），当A =0.000667℃-1、B =101325Pa、T w =25℃，干球温度在25℃至35℃范围内变化时，干球温度与d U /dT 的关系如图2所示。
图2 湿球温度t w =25℃，干球温度与d U /dT 的关系 Fig.2 The relation of t and dU /dT when t w =25℃
由图2可知，随着干球温度从25℃增加到
35℃，相对湿度的误差从-5.7%减小到-3%，即干
球温度的测量误差对相对湿度的影响随着干球温度的升高而减小，这说明在高湿状态下测量，相对湿度的误差较大；与湿球温度不同的是干球温度的误差引起相对湿度的误差为负偏差。 2.3 相对湿度误差与风速误差的关系
在上面的分析中，是以干湿表系数A 为定值为前提，实际上随着通过湿球的风速不同，A 值也不
同，经验公式A =0. 00001×(65+6. 75
υ
) 表示了风速
与干湿表系数的关系。有学者[4]指出干湿表系数不仅与风速有关，而且与干球温度有关。本文分析时以A 是v 的单值函数，不考虑其它物理量的影响。
当t 、t w 、B 为定值时，由公式（8）得： dU 0.0000675×B (dv =T −T w )
v 2×P （11） q , b 从（11）式知，干湿球温差越大，d U /dv 值越大，也就是说v 在低湿状态时相对湿度的测量误差比高湿状态的测量误差要大。
在干球温度35℃，湿球温度25℃时，不同风速v 与d U /dv 的关系见图3。由图3可知，v =0.15m/s时，相对湿度误差53.4%；v =0.35m/s时，相对湿度误差9.8%；v =0.4m/s时，相对湿度误差7.5%。在流过湿球的风速小于0.5m/s时，速度测量偏差对相对湿度的影响显著。
图3 t =35℃，t w =25℃时，风速v 与d U /dv 的关系 Fig.3 The relation of v and dU /dv when t =35℃, t w =25℃
2.4 在湿球温度、干球温度、风速共同作用时相对湿度的不确定度分析
认为大气压为常值，干球温度t 、湿球温度t w 、风速v 认为非相关量，由标准不确定度的计算公式：
Uc (y ) =
(∂f /∂x ) 22
i
u
(x i )
得相对湿度的不确定度计算公式： d U −A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T ) d t =P
q , b
·478· 制冷与空调 2011年
P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B
−A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
0.0000675×B (T −T w ) 22
（12）
2222Uc =(
P ×u (T w ) +(
q , b
P q , b
U (T w ) 不确定度由湿球温度计引入，属于B 类，为均匀分布，当不确定度为0.2℃，则U (T w ) =0.115℃，自由度v (T W ) ＝∞；U (T ) 不确定度由干球温度计引入，属于B 类，为均匀分布，不确定度为0.2℃，则U (T ) ＝0.115℃，自由度v (T ) ＝∞；u (v ) 不确定度由风速计引入，属于B 类，为均匀分布，不确定度为0.2m/s，则u (v ) ＝0.115m/s，自由度v (v ) ＝∞；根据（12）式就可以计算相对湿度的不确定度[8,9]。
图4是在t =25℃，v =2.5m/s条件下，湿球温度与相对湿度不确定度的关系；图5是在t =40℃，v =2.5m/s条件下，湿球温度与相对湿度不确定度的关系。
图4 t =25℃，v =2.5m/s时，湿球温度与相对湿度不确定度
的关系
Fig.4 The relation of t w and uncertainty of relative
humidity when t =25℃, v
=2.5m/s
图5 t =40℃，v =2.5m/s时，湿球温度与相对湿度不确定度
的关系
Fig.5 The relation of t w and uncertainty of relative
humidity when t =40℃, v =2.5m/s
从图4可知，t =25℃，v =2.5m/s湿球温度从10℃增大到25℃，相对湿度的不确定度由2%增加到4.5%。从图4、5知，干球温度在25℃～40℃，相对湿度在6%～100%范围内，相对湿度测量的不确定度在
1.2～4.2之间。从图可知，随着干球温度的×u (T ) +(
v ×P ×u (v ) q , b
升高不确定度下降，随干球温度的降低不确定度升高；随着干湿球温度差的减小，不确定度增大。也就是说相对湿度的误差随着干球温度的降低而增大，如表1所示，在-10℃以下测量测温误差为0.1℃的测温仪表不能满足要求[10,11]。
表1 不同干球温度对应的相对湿度测量误差 Table 1 Measuring error of relative humidity
corresponding to different dry bulb temperature
温度（℃）
-30
-20 -10 0 10 2030相对湿度（%RH）18
8 4 2 1 1
1
3 结论
干球温度的误差引起相对湿度的偏差大于湿
球温度的误差引起相对湿度的偏差，即|dU （t ）|>dU （t w ）。干球温度误差、湿球温度误差对相对湿度的影响在高湿状态时比低湿状态大，相对湿度的不确定度在高湿状态较大，测量误差也越大；干球温度越低，相对湿度的不确定度越大，测量误差也越大。干球温度、湿球温度影响高湿状态相对湿度不确定度的值，风速主要影响低湿状态相对湿度不确定度的值。
使用相同准确度的测试仪表，不同测试环境下的测量误差不同。在实际测量过程中要根据被测环境的湿度状态合理确定测试仪表的准确度，以减小测量误差，例如，在低温、高湿状态要选择准确度高的测试仪表才能保证相对湿度的测量误差在合理的范围内。
参考文献：
[1] 张玥, 陈勇, 巩娟. 现代湿度测量方法评述[J].计测技
术,2006,(4):1-4.
[2] GB11605-2005,湿度测量方法[S].北京:中国标准出版
社,2005.
[3] 薛殿华. 空气调节[M].北京:清华大学出版社,1991. [4] 黄晓因, 徐丽芬. 高温环境下相对湿度测量及干湿球系
数的计算[J].气象科技,2005,(8):367-369.
[5] 胡德胜, 胡益雄, 胡烨. 空气焓差法湿度测量方法的研究
[J].长沙铁道学院学报,2000,(6):71-74.
（下转第485页）
第25卷第5期 李红兰，等：新装修住宅的空气品质测定及改善 ·485·
较高，所以较高楼层的房间氡气浓度一般不会太高。
4 改善室内空气品质的措施
（1）装修简洁化，采用环保材料
因为建筑装饰材料和家具是主要的室内空气污染源，所以装修时不要追求奢华，尽量做到简单，室内装修用材太多，其有害物质有叠加效果，会加重空气污染。必要的家具尽量选用原木材质，少用
[1] 朱颖心. 建筑环境学（第二版）[M].北京:中国建筑工业板材，因为板材在加工过程中添加了很多粘合剂，
出版社出版,2005. 而这些粘合剂会慢慢释放出一些对人体有害的挥
[2] BJARNE W O. International development of standards for 发性有机物。尽量采用国家卫生部门检验合格的产
ventilation of building[J]. ASHRAE, 1997,(4):31-39. 品或有绿色环保标志的产品，这是保证家庭室内空
[3] 宋国华. 室内空气品质评价方法研究进展[J].环境科学气品质的根本。
与管理,2007,32(11):168-170. （2）加强室内空气的净化处理措施
[4] 崔涛, 陈淑琴. 室内空气品质评价方法和标准的研究进近年来传统的静电除尘设备，更多的发展为空
展[J].制冷与空调,2005,20(2):63-67. 气净化设备。而且研究出一些新的空气净化方法，
[5] 解丽君, 唐中华, 冀晓霞. 室内空气品质降低原因和防治如光催化净化空气和低温等离子体净化等，可以产
措施[J].制冷与空调,2007,29(1):109-111. 生一些物质与挥发性有机物发生化学反应，从而实
[6] 魏小清, 李念平, 周慧. 某大型商业办公建筑夏季室内空现彻底消除有害气体的目的。目前这些技术已经获
气品质的调查与分析[J].东南大学学报(英文版),2010, 得应用，研发出很多空气净化设备。所以选择合适
26(2):243-245. 的空气净化设备可以有效的去除室内一些有害的
[7] 张寅平, 钱科, 王新轲. 温度对建材中可散发甲醛含量的有机气体。同时也可以选用竹炭、活性炭或一些绿
影响[J].工程热物理学报,2008,29(7):1171-1173. 色植物放于室内用来吸附甲醛、苯、甲苯等有害气
[8] 李蕊. 空气净化技术在改善室内空气品质（IAQ ）中的体。
应用[J].中国校外教育(理论),2008,(1):138-139. （3）开窗通风，稀释室内空气
通风是改善室内空气品质很有效的方法，可以
[9] 彭哲方. 气体湿度测量误差分析[J].广东教育学院学（上接第478页）
[6] GB6999-1986,环境试验用相对湿度查算表[S].北京:中
国标准出版社,1986.
[7] 姚国年, 周铁民. 风速影响湿度测量问题的探讨[J].测控
技术,2000,(2):37-38.
[8] 朱乐坤, 温晓清. 标准通风干湿表的测湿原理及附加误
差[J].现代计量测试,2001,(4):37-39.
报,1995,(2):48-53.
[10] 谢晨浩. 环境试验设备湿度测量不确定度的分析[J].电
子质量,2003,(12):25-27.
[11] 陈云生. 干湿球法测量相对湿度的测量不确定度讨论
[J].装备环境工程,2005,(1):65-69.
用室外较低污染物浓度的空气来稀释室内污染物浓度较高的空气，主要针对家装建材散发的挥发性有机物。一些相关测试表明，开窗通风一段时间以后，室内甲醛、苯的浓度有明显的下降。但是通风会将室外的一些污染物，比如：CO x ，NO x 等带入室内，造成新的污染。所以通风口的设置要避开室外污染源，尽量选在室外绿化较好的地方。
参考文献：
制冷与空调 V ol.25 No.5 第25卷第5期
2011年10月 Refrigeration and Air Conditioning Oct. 2011.475～478文章编号：1671-6612（2011）05-475-04
第25卷第5期 薛相美，等：干湿球法测量相对湿度的误差分析 ·475·
干湿球法测量相对湿度的误差分析
薛相美 许文革
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2
（1.佛山市高级技工学校 佛山 528200；2.广东水电二局股份有限公司 广州 511340）
【摘 要】 根据干湿球法测量相对湿度的原理，分析了干球温度、湿球温度、风速对相对湿度测量误差影响，
对相对湿度测量合理选择测试仪表有一定的指导意义。
【关键词】 风速；干球温度；湿球温度；相对湿度；测量误差 中图分类号 TB66 文献标识码 A
Measuring Error Analysis of Relative Humidity with Dry and Wet Bulb Method
Xue Xiangmei1 Xu Wenge2
( 1. Foshan Advanced Technical School, Foshan, 528200;
2. Guangdong Hydropower Engineering Bureau Co., Ltd, Guangzhou, 511340 )
【Abstract 】 Based on the dry and wet bulb method, the influence of dry bulb temperature, wet bulb temperature and wind velocity on measurement error of relative humidity were analyzed, the results have demonstrated that the measurement error is higher in low temperature and high humidity than that of in high temperature and low humidity. The studies are practicably instructive for selecting reasonable humidity measurement instruments.
【Keywords 】 wind velocity; dry bulb temperature; wet bulb temperature; relative humidity; Measuring Error
0 引言
随着科学技术的发展，现代湿度测量技术有了进步，从传统的干湿球法、露点法、电解法，到电阻电容法、吸收光谱法，湿度测量向着快速、准确、高灵敏度的方向发展[1]。
在空调工程和制冷设备测试中相对湿度是一个重要的物理量。基于成本、操作简便等方面考虑，干湿球法测量相对湿度仍得到普遍应用。
干湿球法是依据干湿球温度差效应来测量空气相对湿度的。水分子从湿球表面蒸发汽化变成水蒸汽需要吸收汽化热，不断地蒸发，不断地从蒸发表面吸热而使湿球表面冷却。这种冷却的程度取决于周围空气的相对湿度，大气压力以及风速。如果大气压力和风速不变，则相对湿度愈高，湿球表面水分蒸发强度就愈小，湿球表面温度即湿球温度与干球温度之差就愈小。反之，干湿球温差就愈大。因此，只要测量出干湿球的温度差，找到相对湿度作者简介：薛相美（1969-），男，硕士研究生，高级讲师。 收稿日期：2011-01-20
与温差之间的关系就可计算出相对湿度[2,3]。
1 干湿球法测量相对湿度的原理
根据热湿传递原理，当达到热湿平衡时空气对湿球的传热量Q 1等于纱布上水分蒸发所需的潜热Q 2，即：Q 1=Q 2 （ 1）
根据传热原理：Q 1=α（t -t w ）F （2） 其中：α为空气与湿球水表面的热交换系数，W/m2·℃；t 为干球温度，℃；t w 为湿球温度，℃；F 为湿球表面积，m 2。
根据传湿原理，由道尔顿蒸发定律可知，水分蒸发质量与周围空气的水汽饱和差及蒸发面积成正比，与当时的大气压力成反比，因此，湿交换量[4]
101325
可写为：W =β（P q ′, b −P q ）F kg/s
B
101325
Q 2=W ⋅r =β（P q ′, b −P q ）F ⋅r （3）
B
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其中：W 为湿交换量，kg/s；r 为汽化潜热，J/kg；β为湿交换系数，kg/（m 2·s·Pa）；F 为湿球表 面积，m 2；B 为实际大气压，Pa ；P q ′, b 为湿球温度 下饱和水蒸汽分压力，Pa ；P q 为空气的水蒸气分压力，Pa 。
由式（1）、（2）、（3）得：
α（t −t w ）
P q =P q ′, b −
⋅r β⋅B
=P q ′, b −A （t −t w ）B
其中：干湿表系数A =
其中：U 为相对湿度，%；P q 为实际空气的水
蒸汽分压力，Pa ；P q,b 为干球温度t 所对应的饱和 水蒸汽分压力，Pa ；P q ′, b 为湿球温度t w 所对应的饱和水气压，Pa ；P q,b 、P q ′, b 由下列经验公式确定：
ln P q , b =ln P q ′, b =
C 1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T T
C 123
+C 2+C 3T w +C 4T w +C 5T w +C 6ln T w T w
（5）
其中：C 1=5800.2206，C 2=1.3914993，C 3=
αβ⋅101325⋅r
（℃），
-1
在工程测量中A 可以根据大气压和流过湿球的风
速查表得到，也可根据经验公式计算得到，
6. 75；P 为大气压，kPa ；t 为干
A =0. 00001×(65+)
υ
球温度，℃；t w 为湿球温度，℃。
因此相对湿度：
P q P q ′, b -AB （t −t W ）×100%=×100%（4）U = P q , b P q , b
e U =
e
(
C 1
+C 2+C 3Tw +C 4Tw 2+C 5Tw 3+C 6ln Tw ) Tw
-0.4860239，C 4=0.41764768×10-4，C 5=-0.14452093 ×10-7；C 6=6.5459673，T =t +273.15，T W =t w +273.15
将（5）代入（4）得：
U =
e
(
C 1
+C 2+C 3Tw +C 4Tw 2+C 5Tw 3+C 6ln Tw ) Tw
(
e
100% （6）
若考虑风速对A 的影响，将A 代入（2）-（6）得：
C 1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T ) T
−AB （T −T W ）×
−0. 00001×(65+
6. 75
(
1
+C 2+C 3T +C 4T 2+C 5T 3+C 6ln T ) T
) ×B （T −T W ）
（7）
实际上风速不仅会引起A 的变化，也会引起温度的变化，有学者认为A 值不仅与风速有关，而且与干球温度有关，并根据试验数据拟合A 与v 、t 的关系曲线。同时在上述公式推导过程中忽略了环境辐射的作用，在高温、低温环境中辐射热对相对湿度影响也越来越显著，也有学者在这方面进行了研究[4-7]。
在本文下面的分析中忽略A 值与干球温度的关系，不考虑辐射对湿球温度的影响。
−A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
P q , b
0.0000675×B (T −T w )
×d v
v 2×P q , b
其中：
×d T +
（8）
2 干湿球法测量相对湿度的误差分析
从式（7）可知，影响相对湿度的参数包括：干球温度、湿球温度、流过湿球的风速、大气压。对（7）式求相对湿度关于T 、T w 、v 的全微分d U 得：
P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B d U =×d T w +
P q , b
C 6 C 12
++2++3C +C C T T 34w 5w T w T w
C 6C 2
++2++3C +f ′(T ) =−1C C T T 3452
T T
2.1 湿球温度误差与相对湿度误差的关系
当B 、t 、v 一定时，可认为相对湿度U 是湿球温度T W 的单值函数，由式（8）得：
d U P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B
= （9）
P q , b d T w
f ′(T w ) =−由（9）式知，
dU
与A 、B 、T 及T W 有关。 dT w
当A =0.000667℃-1、B =101325Pa时，空气干球温度
第25卷第5期 薛相美，等：干湿球法测量相对湿度的误差分析 ·477·
t 在23～31℃范围，相对湿度U 在40～100%范围内时，d U /dT W 在5%～9%之间，说明湿球温度变化1℃时，对应的相对湿度变化为5%～9%[5]。
利用公式（9），当A =0.000667℃-1、B =101325Pa、t =25℃，湿球温度在10℃至25℃范围内的变化时，湿球温度与d U /dT W 的关系如图1所示。
图1 干球温度t =25℃，湿球温度与d U /dT w 的关系 Fig.1 The relation of t w and dU /dT w when t =25℃
由图1可知，随着湿球温度从10℃增加到25℃，相对湿度的误差从4.7%增加到8.4%，即湿球温度的测量误差对相对湿度的影响随着湿球温度的升高而增加，这说明在高湿状态下，相对湿度测量的误差较大；湿球温度的误差引起相对湿度的误差为正偏差。
2.2 干球温度测量误差与相对湿度误差的关系
当B 、Tw 、v 一定时，认为相对湿度是T 的单值函数，由（8）式得
d U −A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
d T =P q , b
（10） 利用公式（10），当A =0.000667℃-1、B =101325Pa、T w =25℃，干球温度在25℃至35℃范围内变化时，干球温度与d U /dT 的关系如图2所示。
图2 湿球温度t w =25℃，干球温度与d U /dT 的关系 Fig.2 The relation of t and dU /dT when t w =25℃
由图2可知，随着干球温度从25℃增加到
35℃，相对湿度的误差从-5.7%减小到-3%，即干
球温度的测量误差对相对湿度的影响随着干球温度的升高而减小，这说明在高湿状态下测量，相对湿度的误差较大；与湿球温度不同的是干球温度的误差引起相对湿度的误差为负偏差。 2.3 相对湿度误差与风速误差的关系
在上面的分析中，是以干湿表系数A 为定值为前提，实际上随着通过湿球的风速不同，A 值也不
同，经验公式A =0. 00001×(65+6. 75
υ
) 表示了风速
与干湿表系数的关系。有学者[4]指出干湿表系数不仅与风速有关，而且与干球温度有关。本文分析时以A 是v 的单值函数，不考虑其它物理量的影响。
当t 、t w 、B 为定值时，由公式（8）得： dU 0.0000675×B (dv =T −T w )
v 2×P （11） q , b 从（11）式知，干湿球温差越大，d U /dv 值越大，也就是说v 在低湿状态时相对湿度的测量误差比高湿状态的测量误差要大。
在干球温度35℃，湿球温度25℃时，不同风速v 与d U /dv 的关系见图3。由图3可知，v =0.15m/s时，相对湿度误差53.4%；v =0.35m/s时，相对湿度误差9.8%；v =0.4m/s时，相对湿度误差7.5%。在流过湿球的风速小于0.5m/s时，速度测量偏差对相对湿度的影响显著。
图3 t =35℃，t w =25℃时，风速v 与d U /dv 的关系 Fig.3 The relation of v and dU /dv when t =35℃, t w =25℃
2.4 在湿球温度、干球温度、风速共同作用时相对湿度的不确定度分析
认为大气压为常值，干球温度t 、湿球温度t w 、风速v 认为非相关量，由标准不确定度的计算公式：
Uc (y ) =
(∂f /∂x ) 22
i
u
(x i )
得相对湿度的不确定度计算公式： d U −A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T ) d t =P
q , b
·478· 制冷与空调 2011年
P q ′, b ×f ′(T w ) +A ×B
−A ×B −[P q ′, b −A ×B (T −T w )]×f ′(T )
0.0000675×B (T −T w ) 22
（12）
2222Uc =(
P ×u (T w ) +(
q , b
P q , b
U (T w ) 不确定度由湿球温度计引入，属于B 类，为均匀分布，当不确定度为0.2℃，则U (T w ) =0.115℃，自由度v (T W ) ＝∞；U (T ) 不确定度由干球温度计引入，属于B 类，为均匀分布，不确定度为0.2℃，则U (T ) ＝0.115℃，自由度v (T ) ＝∞；u (v ) 不确定度由风速计引入，属于B 类，为均匀分布，不确定度为0.2m/s，则u (v ) ＝0.115m/s，自由度v (v ) ＝∞；根据（12）式就可以计算相对湿度的不确定度[8,9]。
图4是在t =25℃，v =2.5m/s条件下，湿球温度与相对湿度不确定度的关系；图5是在t =40℃，v =2.5m/s条件下，湿球温度与相对湿度不确定度的关系。
图4 t =25℃，v =2.5m/s时，湿球温度与相对湿度不确定度
的关系
Fig.4 The relation of t w and uncertainty of relative
humidity when t =25℃, v
=2.5m/s
图5 t =40℃，v =2.5m/s时，湿球温度与相对湿度不确定度
的关系
Fig.5 The relation of t w and uncertainty of relative
humidity when t =40℃, v =2.5m/s
从图4可知，t =25℃，v =2.5m/s湿球温度从10℃增大到25℃，相对湿度的不确定度由2%增加到4.5%。从图4、5知，干球温度在25℃～40℃，相对湿度在6%～100%范围内，相对湿度测量的不确定度在
1.2～4.2之间。从图可知，随着干球温度的×u (T ) +(
v ×P ×u (v ) q , b
升高不确定度下降，随干球温度的降低不确定度升高；随着干湿球温度差的减小，不确定度增大。也就是说相对湿度的误差随着干球温度的降低而增大，如表1所示，在-10℃以下测量测温误差为0.1℃的测温仪表不能满足要求[10,11]。
表1 不同干球温度对应的相对湿度测量误差 Table 1 Measuring error of relative humidity
corresponding to different dry bulb temperature
温度（℃）
-30
-20 -10 0 10 2030相对湿度（%RH）18
8 4 2 1 1
1
3 结论
干球温度的误差引起相对湿度的偏差大于湿
球温度的误差引起相对湿度的偏差，即|dU （t ）|>dU （t w ）。干球温度误差、湿球温度误差对相对湿度的影响在高湿状态时比低湿状态大，相对湿度的不确定度在高湿状态较大，测量误差也越大；干球温度越低，相对湿度的不确定度越大，测量误差也越大。干球温度、湿球温度影响高湿状态相对湿度不确定度的值，风速主要影响低湿状态相对湿度不确定度的值。
使用相同准确度的测试仪表，不同测试环境下的测量误差不同。在实际测量过程中要根据被测环境的湿度状态合理确定测试仪表的准确度，以减小测量误差，例如，在低温、高湿状态要选择准确度高的测试仪表才能保证相对湿度的测量误差在合理的范围内。
参考文献：
[1] 张玥, 陈勇, 巩娟. 现代湿度测量方法评述[J].计测技
术,2006,(4):1-4.
[2] GB11605-2005,湿度测量方法[S].北京:中国标准出版
社,2005.
[3] 薛殿华. 空气调节[M].北京:清华大学出版社,1991. [4] 黄晓因, 徐丽芬. 高温环境下相对湿度测量及干湿球系
数的计算[J].气象科技,2005,(8):367-369.
[5] 胡德胜, 胡益雄, 胡烨. 空气焓差法湿度测量方法的研究
[J].长沙铁道学院学报,2000,(6):71-74.
（下转第485页）
第25卷第5期 李红兰，等：新装修住宅的空气品质测定及改善 ·485·
较高，所以较高楼层的房间氡气浓度一般不会太高。
4 改善室内空气品质的措施
（1）装修简洁化，采用环保材料
因为建筑装饰材料和家具是主要的室内空气污染源，所以装修时不要追求奢华，尽量做到简单，室内装修用材太多，其有害物质有叠加效果，会加重空气污染。必要的家具尽量选用原木材质，少用
[1] 朱颖心. 建筑环境学（第二版）[M].北京:中国建筑工业板材，因为板材在加工过程中添加了很多粘合剂，
出版社出版,2005. 而这些粘合剂会慢慢释放出一些对人体有害的挥
[2] BJARNE W O. International development of standards for 发性有机物。尽量采用国家卫生部门检验合格的产
ventilation of building[J]. ASHRAE, 1997,(4):31-39. 品或有绿色环保标志的产品，这是保证家庭室内空
[3] 宋国华. 室内空气品质评价方法研究进展[J].环境科学气品质的根本。
与管理,2007,32(11):168-170. （2）加强室内空气的净化处理措施
[4] 崔涛, 陈淑琴. 室内空气品质评价方法和标准的研究进近年来传统的静电除尘设备，更多的发展为空
展[J].制冷与空调,2005,20(2):63-67. 气净化设备。而且研究出一些新的空气净化方法，
[5] 解丽君, 唐中华, 冀晓霞. 室内空气品质降低原因和防治如光催化净化空气和低温等离子体净化等，可以产
措施[J].制冷与空调,2007,29(1):109-111. 生一些物质与挥发性有机物发生化学反应，从而实
[6] 魏小清, 李念平, 周慧. 某大型商业办公建筑夏季室内空现彻底消除有害气体的目的。目前这些技术已经获
气品质的调查与分析[J].东南大学学报(英文版),2010, 得应用，研发出很多空气净化设备。所以选择合适
26(2):243-245. 的空气净化设备可以有效的去除室内一些有害的
[7] 张寅平, 钱科, 王新轲. 温度对建材中可散发甲醛含量的有机气体。同时也可以选用竹炭、活性炭或一些绿
影响[J].工程热物理学报,2008,29(7):1171-1173. 色植物放于室内用来吸附甲醛、苯、甲苯等有害气
[8] 李蕊. 空气净化技术在改善室内空气品质（IAQ ）中的体。
应用[J].中国校外教育(理论),2008,(1):138-139. （3）开窗通风，稀释室内空气
通风是改善室内空气品质很有效的方法，可以
[9] 彭哲方. 气体湿度测量误差分析[J].广东教育学院学（上接第478页）
[6] GB6999-1986,环境试验用相对湿度查算表[S].北京:中
国标准出版社,1986.
[7] 姚国年, 周铁民. 风速影响湿度测量问题的探讨[J].测控
技术,2000,(2):37-38.
[8] 朱乐坤, 温晓清. 标准通风干湿表的测湿原理及附加误
差[J].现代计量测试,2001,(4):37-39.
报,1995,(2):48-53.
[10] 谢晨浩. 环境试验设备湿度测量不确定度的分析[J].电
子质量,2003,(12):25-27.
[11] 陈云生. 干湿球法测量相对湿度的测量不确定度讨论
[J].装备环境工程,2005,(1):65-69.
用室外较低污染物浓度的空气来稀释室内污染物浓度较高的空气，主要针对家装建材散发的挥发性有机物。一些相关测试表明，开窗通风一段时间以后，室内甲醛、苯的浓度有明显的下降。但是通风会将室外的一些污染物，比如：CO x ，NO x 等带入室内，造成新的污染。所以通风口的设置要避开室外污染源，尽量选在室外绿化较好的地方。
参考文献：