Психрометр ( производное от греч. ψυχρός холодный и τό μέτρον мерило, измерять ) это прибор предназначенный для измерения температуры воздуха и его влажности. Принцип действия любого психрометра основан на физическом свойстве жидкости ( воды ) к испарению и возникающей при этом разности температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того, что жидкость покидают наиболее " быстрые " молекулы, приводит к потере жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое смоченным термометром.

Стационарный психрометр ( психрометр Августа ) состоит из двух термометров укрепленных на специальном штативе и помещенные в метеорологической будке. Резервуар одного из них обвязывается кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару. Устройство будки ( метеорологическая будка Селянинова ) обеспечивает свободный обмен воздуха возле резервуара. Основным недостатком стационарных психрометров является зависимость показаний смоченного термометра от скорости воздушного потока в будке, преимуществом - простота устройства и обслуживания. Схема психрометра августа приведена на рисунке справа Стационарный психрометр ( психрометр Августа )

Аспирационный психрометр ( психрометр Асмана ) устроен более сложно. Конечно, термометры в этом типе по прежнему есть, но они помещаются в специальном корпусе, служащем для их защиты от повреждений и теплового излучения окружающих предметов. Обдув производится с помощью специального вентилятора ( аспиратора ), с постоянной скоростью примерно 2 м / сек. Аспирационный психрометр является наиболее точным и надежным прибором для измерения температуры и влажности воздуха при положительной температуре окружающей среды. Аспирационный психрометр ( психрометр Асмана ) Общим для этих двух типов является устройство на базе ртутно - стеклянных термометров, что и обуславливает их общий недостаток - хрупкость, а также невозможность проведения дистанционного контроля.

Для измерения влажности воздуха в дистанционном психрометре используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Основными типами являются манометрические и электрические психрометры. В качестве манометрического обычно используют либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, с устройством системы увлажнения для одного из термобаллонов. Более широко распространены психрометры на базе термометров сопротивления, термопар, термисторов. Обязательным условием надежности и точности показаний является использование аналогичных характеристик сухого и смоченного преобразователей ( датчиков ) температуры.

Простейший психрометр состоит из двух стеклянных термометров ( спиртовых или ртутных ). Один сухой, другой влажный ( смоченного ), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью. Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров. Зафиксировав показания сухого и влажного термометров, с помощью специальных формул или психрометрической таблицы определяется относительная, а затем по психрометрической формуле - абсолютная влажность воздуха психрометрической таблицы абсолютная влажность воздуха.

Психрометрическая формула, позволяющая определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров, выглядит так : где е упругость водного пара находящегося в воздухе ; Е максимально возможная упругость водного пара при температуре t с смоченного термометра ; t температура воздуха ; А коэффициент зависящий от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра ; P давление воздуха.

Гигрометр прибор для измерения влажности. Другое название гигрометра датчик влажности. Влажность является очень важным параметром как для повседневной жизни так и для техники. Например, от влажности зависит комфортность нашего самочувствия. Некоторые приборы по умолчанию настраиваются под определенную важность, поэтому чтобы проводить калибровку приборов, важно знать четкие значения влажности.

Понятие относительной влажности имеет несколько вариантов определений, основанных на понятиях абсолютной влажности или парциального давления. Но сводятся они к тому, что это отношение двух величин – количества того водяного пара, которое находится в воздухе определенной температуры, к его количеству в насыщенном состоянии ( другими словами фактическое к максимально возможному ). Выражается это отношение в процентах. абсолютной влажности Если остановиться на выведении понятия относительной влажности из понятия абсолютной, то следует принять во внимание две величины в одних единицах измерения – абсолютную влажность, которую дает реальное значение веса водяного пара на единицу объема воздуха, и максимально возможную влажность, которая еще не вызывает конденсации. Относительная влажность будет равна отношению первого и второго. RH является единицей измерения относительной влажности воздуха и например для паров воды выражается формулой :

Кроме относительной влажности воздуха, существует также такая величина как абсолютная влажность. Количество водяного пара в единице объема воздуха получило название абсолютной влажности воздуха. Так как в качестве единицы измерения количества взята масса, и ее значения для пара в кубическом метре воздуха небольшие, то было принято измерять абсолютную влажность в г / м ³. Эти показатели изменяются от частей единицы измерения до более 30 г / м ³, в зависимости от времени года и географического положения поверхности, над которой измеряется влажность. относительной влажности воздуха Абсолютная влажность, это главный показатель, характеризующий состояние воздуха, и большое значение для определения его свойств имеет сопоставление влажности с окружающей температурой, так как эти параметры взаимосвязаны. Например, водяной пар при понижении температуры доходит до состояния насыщенности, после которого начинается процесс конденсации. Температура, при которой это происходит, называется точкой росы.

Определение значения абсолютной влажности основывается на его вычислениях по показаниям термометров. В частности, по показаниям психрометра Августа, состоящего из двух ртутных термометров – один из которых сухой, а другой влажный ( на рисунке изображение A). Испарение воды с поверхности, косвенно контактирующей с кончиком термометра, приводит к снижению его показаний. Разница между показаниями обоих термометров и лежит в основе формулы Августа, по которой определяется абсолютная влажность. На погрешность таких измерений могут оказывать потоки воздуха и тепловые излучения. психрометра Августа Более точен аспирационный психрометр, предложенный Ассманом ( на рисунке изображение Б ). В его конструкции предусмотрена защитная трубка, ограничивающая влияние тепловых излучений, и аспирационный вентилятор, который создает стабильный воздушный поток. Абсолютная влажность определяется по формуле, отображающей ее зависимость от показаний термометров и барометрического давления в этот период времени. аспирационный психрометр, предложенный Ассманом

Для измерения влажности воздуха также используются гигрометры. Принцип их работы основан на изменении физико - химических свойств различных веществ при изменении влажности окружающей среды. Наиболее распространенные из них : оптические, термисторные, резистивные и емкостные. Именно в принципе работы и состоит отличие гигрометра от психрометра. Более простое устройство делает психрометр более защищенным от посторонних воздействий и потому более надежным. Поэтому, в пользовательских инструкциях многих конструкций гигрометров указано о необходимости периодически проверять показания по психрометру. В то же время, гигрометры гораздо более функциональные. Они способны измерять не только влажность воздуха, но и влажность твердых тел. Например, с помощью емкостного гигрометра можно измерить влажность таблеток. емкостного гигрометра