W pracy przedstawiono zarys dziedziny zajmującej się pomiarami wilgotności powietrza i gazów. Dokonano przeglądu zjawisk fizycznych i pojęć stosowanych do opisu wilgotności gazów, zgodnie z aktualnym stanem wiedzy i współczesną praktyką pomiarową. Omówiono różne metody generowania jednostek miary wilgotności, a mianowicie temperatury punktu rosy i wilgotności względnej. Przedstawiono schematycznie budowę i zasadę działania podstawowych wzorców odniesienia (generatorów temperatury punktu rosy oraz wzorca odniesienia wilgotności względnej) opracowanych i stosowanych w Laboratorium Wilgotności GUM. Omówiono metody wzorcowania (przekazywania jednostki wilgotności do wzorców roboczych i przyrządów użytkowych) oraz sposób przedstawiania wyników wzorcowania. Przedyskutowano właściwości metrologiczne różnych typów przyrządów oraz ich przydatność do pomiarów wilgotności w różnych warunkach i zakresach pomiarowych. Podano możliwości pomiarowe Laboratorium Wilgotności GUM z uwzględnieniem udziału Laboratorium w międzynarodowych porównaniach wzorców wilgotności, których wyniki stanowią podstawowe kryterium potwierdzające kompetencje pomiarowe Laboratorium.
EN
This paper outlines the subject of measurement of humidity of air and gases. Physical phenomena associated with humidity and the quantities used for description of humidity are briefly reviewed from the viewpoint of the contemporary state of knowledge and the practical aspects of measurements in this area. Different methods of generation of humidity standards are discussed: the method of the dew-point temperature and the relative humidity approach. The principles of operation and design of the primary reference standards (the dew-point generators and the relative humidity standard), which were designed, constructed and are in use in the Humidity Laboratory of the Central Office of Measures (GUM) are briefly discussed. Different methods of calibration are described and the transfer of the unit of humidity to working standards and measuring instruments is discussed. The method of presentation of calibration results is discussed. Evaluation of metrological properties of different measuring instruments is given and their application in different conditions and measuring ranges is discussed. The measurement capability of the Humidity Laboratory is given; it has been confirmed by participation in international comparisons of humidity standards, which confirmed the competence of the Laboratory.
W referacie przedstawiono krótki opis budowy i zasady działania wzorca odniesienia jednostki wilgotności powietrza - generatora temperatury punktu rosy DPG-1. Przeznaczony jest on do wzorcowania wzorcowych higrometrów punktu rosy z chłodzonym lustrem w zakresie temperatur punktu rosy (-80 ÷ +20) °C. W wyniku wzorcowania określane są poprawki do wskazań wzorcowanego higrometru punktu rosy oraz ich niepewność rozszerzona. Przedyskutowane zostały wielkości wejściowe, równanie pomiaru i równanie niepewności. Przedstawiono przykłady budżetów niepewności dla typowych punktów wzorcowania. Nawiązano ponadto do wyników porównań międzynarodowych EUROMET 511 i EUROMET P621, dotyczących wzorców odniesienia jednostki wilgotności powietrza, w których uczestniczyło Laboratorium Wilgotności GUM. Wyniki tych porównań potwierdzają deklarowane możliwości pomiarowe Laboratorium Wilgotności.
EN
In the paper is presented brief description of the construction and principle of operation of the humidity primary standard - dew-point temperature generator DPG-1. It is designed for calibration of the standard chilled mirror dew-point hygrometers in the dew-point temperature range (-80 ÷+20) °C. As the result of calibration are determined the corrections for the indications of the dew-point hygrometer being calibrated and the expanded uncertainty of these corrections are estimated as well. Discussed are the input quantities, the equation of measurement and the equation of the uncertainty. The examples of the uncertainty budgets for the typical points of calibration are presented. Moreover referring to the results of the intercomparison EUROMET 511 and EUROMET P621 concerning primary humidity standards in which the Humidity Laboratory GUM have been participated, the declared capabilities are supported.
W pomiarach wilgotności względnej najczęściej wykorzystywane są czujniki sorpcyjne (głównie pojemnościowe) i psychrometryczne. W przypadku czujników psychrometrycznych dobra odtwarzalność zależy w praktyce od staranności i poprawności ich obsługi. Dlatego też w pracy omówiono zagadnienia powtarzalności i odtwarzalności w odniesieniu do higrometrów z czujnikami sorpcyjnymi, gdzie wpływ historii pomiaru na zmiany ich charakterystyk jest niezwykle istotny. Starzenie się czujników, kumulacja zanieczyszczeń i historia pomiaru (błędy histerezowe) mają zasadniczy wpływ na wyniki pomiarów i wzorcowania przyrządów. W konsekwencji sposób przeprowadzania wzorcowania, przedstawiania i interpretacji jego wyników jest bardzo istotny dla dokładności i jednoznaczności pomiarów wykonywanych przez użytkownika przyrządu. W pracy przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów wykonywanych podczas wzorcowania, omówiono ich opracowanie oraz sposoby końcowego przedstawiania, z uwzględnieniem dostosowania zakresu podawanych informacji do realnych potrzeb użytkownika przyrządu.
EN
In the relative humidity measurements mostly are used sorptive (esp. capacitive) and psychrometric sensors. In case of the psychrometric sensors good repeatability and reproducibility depends in practice on the care and correctness of its maintenance. Therefore in this paper are discussed questions concerning the repeatability and reproducibility of the hygrometers with the sorptive sensors, where the history of the measurements affect their characteristics is very important. Ageing of sensors, accumulation of impurities and history of the measurement (hysteresis errors) have the crucial influence on the results of measurements and calibration of instruments. In consequence the method of the calibration, form of presentation and interpretation of its results is very important for accuracy and unambiguity of measurement carried out by the operator of the instrument. In this paper are presented the example results obtained during calibration, was discussed their preparation and means of final presentation taking into account fitting the range of given information to the real necessity of the user of instrument.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Komory klimatyczne stanowią podstawowe urządzenie w badaniach środowiskowych różnych obiektów, a także przy wzorcowaniu przyrządów pomiarowych przeznaczonych do pomiarów parametrów klimatu, głównie temperatury i wilgotności względnej. Wilgotność względna powietrza jest wielkością pochodną jego wilgotności bezwzględnej chwilowej i w stanie nasycenia, przy danej temperaturze i ciśnieniu. Jest określana jako stosunek tych wielkości i wyrażana w % [1]. Metoda pomiarowa odniesienia polega na pomiarze temperatury punktu rosy i temperatury powietrza i jest opisywana zależnością: RH(t,p)=ps(tdp)/ps(t)x100% gdzie: RH(t,p) - wilgotność względna w temperaturze t, przy ciśnieniu całkowitym powietrza ps(tdp) - ciśnienie cząstkowe nasyconej pary wodnej w temperaturze punktu rosy tdp, ps (t) - ciśnienie cząstkowe nasyconej pary wodnej w temperaturze t. Zadaniem komory jest wytworzenie powietrza o określonej temperaturze i wilgotności, w którym umieszcza się wzorcowane przyrządy.
The Joint Research Project METEOMET - "Metrology for Meteorology" realized in the frame of the European Metrology Research Programme (EMRP) is described in the paper. The project is focused on the traceability of measurements involved in the climate changes: surface and upper air measurements of temperature, pressure, humidity, wind speed and direction, solar irradiance and reciprocal influences between measurands. It includes development and testing of novel instruments as well as improved calibration procedures and facilities for ground based observations, including in-situ practical calibrations and best practice dissemination. The project consortium is based on 18 National Metrology Institutes (NMIs), three un-funded partners and several collaborators, such as universities, research centers, meteorological organization and institutions, from Europe and other non-European countries. Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) in Italy is the project coordinator. Three Polish organizations participate in the project: the Central Office of Measure (MG-GUM), the Institute of Low Temperature and Structure Research (INTiBS) and the Wrocław University (UWr).