用饱和盐溶液校准家用湿度计的实验方法

goodanytime

温湿度计是常用的仪器。温度计的校准比较容易，湿度计的校准比较困难。湿度计误差大，参照标准仪器不好找。下面实验用饱和盐溶液校准湿度计，简单易行，满足普通要求。

我们知道，饱和盐溶液的平衡相对湿度是基本稳定的。前人为我们进行了测定，见下表所示部分饱和盐溶液的平衡相对湿度：

实验装置图片如下：在装有饱和盐溶液的塑料盒中，放入被检测湿度计、加强内部空气循环的小电扇，用透明塑料薄膜袋罩住并扎口。

一、实验器材

1、由于对家用湿度计校准的要求不高，用两点法，选用2种价廉的普通化学品来进行校准。当前室温29.8℃，湿度65%。选用饱和溶液的平衡相对湿度≥65%的化学品，它们是：氯化钠（平衡相对湿度75%左右），氯化钾（平衡相对湿度84%左右）。

氯化钠（食品）——GB/T5461，优级，未添加亚铁氰 化钾，加碘水平25（18～33mg/kg）,氯化钠含量≧99.1%

氯化钾（食品级）——氯化钾含量≧99

2、实验用水。选用市售瓶装纯净水，任意品牌都可采用。

3、被测湿度计。小米蓝牙温湿度计2（在此文中，只校准其湿度计功能）

小米蓝牙温湿度计2是一款智能互联产品。体积小（4.3X4.3X1.25厘米），重量轻（仅仅12克），使用瑞士盛思锐（Sensirion）公司新一代数字温湿度传感器，测量范围：温度0～60℃，分辨率0.1℃；湿度0～99%RH，分辨率1%RH。使用一颗CR2032锂纽扣电池。温湿度测量准确度较高，稳定性好。

二、配置饱和盐溶液的要求

氯化钠、氯化钾的溶解度见下表：

配置饱和盐溶液是化验员的基本功，没有什么困难。但对其他人员来说，必须掌握以下几点：

1、饱和盐溶液至少应有30%的盐未溶解于水中，即在给定温度下，盐的重量应该比完全溶解的量大30%。
2、盐应加入比测量温度高的水中进行溶解（便于加速溶解），然后将溶液降温至常温。

3、测试的环境温度会直接影响饱和盐溶液的溶解度。

当前室温29.8℃，按照溶解度表30℃取值。

氯化钠饱和溶液配置：100mL纯净水加入50克氯化钠。

氯化钾饱和溶液配置：100mL纯净水加入50克氯化钾。

将溶解用水加热到70℃左右，慢慢加入化学品进行溶解。晾至室温后使用。

三、测试容器制作

  用一只13cm×9cm×5.5cm透明塑料盒盛放饱和盐溶液。

为了加快密闭测试容器内空气流动，缩短达到三相热力平衡时间，内置一个小风扇，采用电脑旧12V直流小风扇(5cm×5cm)，用直径4.6mm签字笔杆制作4根长25mm的小风扇支撑棍:

用螺钉将4根支撑棍固定在风扇四个孔处：

小风扇可用老旧“猫”适配器或9～12直流电源供电：

找一个合适的塑料瓶，制作一个湿度计搁架，高度与风扇相同：

将配好的过饱和氯化钠溶液（凉至室温）、小电风扇、湿度计放置在塑料盒中：

由于压力会对饱和盐溶液的相对湿度产生影响，用透明软塑料薄膜密封袋将测量装置包裹起来，用夹子扎口。既便于观察湿度计数值，又不会产生内部压力（液体蒸发压力被塑料薄膜软袋空间释压）。同时，使用福禄克116C万用表温度档作温度监控：

四、平衡时间

经实验，在本帖子实验装置下，取5分钟、 10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟～120分钟时间点,记录湿度计数值，当湿度计数值不在变化时，确定出最佳平衡时间。下面以氯化钠饱和溶液平衡相对湿度为例，见下表

分析上表，确定氯化钠饱和溶液平衡相对湿度的平衡时间为75分钟，此时刻的平衡相对湿度为79%，温度34.6℃。

用同样的实验方法，确定氯化钾饱和溶液平衡相对湿度的平衡时间为50分钟，此时刻的平衡相对湿度为87%，温度33.1℃。（省略其实验过程）

五、校准情况

实验结果及分析见下表：

                           

平均ΔY=（4.13+4.05）/2=4.09，平均ΔY%=5.18%，略大于5%，该被校仪器基本符合家用湿度计的准确度要求。

六、结语

用饱和盐溶液校准湿度计的方法，取材容易，简单可行，精度满足家庭仪器校准的要求，值得一试。对要求不高的工业项目，也可以采用这个方法。要取得实验成功，必须注意的是：1、选用饱和盐溶液的平衡相对湿度≥当前环境湿度；2、饱和盐溶液应冷却至室温再进行实验；3、若被测湿度计体积较大，在制作密闭测试容器时，饱和盐溶液的自由表面积与溶液体积的比值尽可能大，便于三相热力平衡时间较短。作一个形象的比喻，测试空间面积若是A4幅面，盛放饱和溶液的器具就不能采用一只试管，至少应使用一只菜盘子面积；4、实验容器及溶液不能进行加热恒温；5、实验容器不能用硬盖密封；6、依靠自然平衡相对湿度，平衡时间会很长，使用风扇加快内部空气循环，平衡时间会较短。7、不同的测试容器结构，平衡时间不同，需要实验确定。

该帖系本人原创，曾在它处发表，为帮助坛友们在业余条件下校准湿度计提供参考，特发本坛，希望对大家有用。

fireflying

dirtyacc 发表于 2024-3-24 22:53
我不是很懂这个的原理，就是不同的盐溶液会影响空气中的饱和湿度？
空气中是没有盐分子的，就是一定浓度的 ...

这个并不是空气中的湿度。
这其实是楼主自己构建了一个小的封闭环境，用饱和盐溶液稳定后形成一个在那个温度下的稳定湿度环境，具体的湿度，可以根据查表法得知，然后利用这个查表得知的湿度，把待测湿度计放进这个封闭的小环境里面，看看待测湿度计显示的数值是多少，就知道待测湿度计有多大误差了。

红河螺

我有楼主同款温度计，今天中午看过这帖子就着手测试，除了不用风扇其他与楼主差不多，同是纯水加大量食用盐+塑料盒子+塑料袋子包好密封。

6点回来到现在两个小时袋内温度计湿度显示一直是74%。


这两兄弟放一起显示读数一直同步的很好

红河螺

个人观点，加风扇是败笔，增大测量误差。不使用风扇，长时测量，猜想能得到比较接近与生产厂家原设计值。

1  风扇是发热源引起温度上升
2  风扇风力大，氯化钠水溶液被吹离液面混合在气体中，探测器就像部分泡在液体中工作。

worldlyguest

电子的，机械的都有，还专门买了个干湿的就是为了看误差的

cctv8139

好办法，有理有据

l-qibin

家里2个湿度表也是各玩各，也想试水一下

panzer3

杨汝森Elvis 发表于 2024-3-28 09:56
小米的这个湿度计偏高5-6%，很多玩智能家居的人都知道。24年以前买的都偏高，今天买到一个23年12月份生产的 ...

我目前在用都是19年左右买的。。很难升级

zjplay

简单的原理蕴藏着深奥的科学知识

shaohabbit

学习了，有实验步骤，有分析，

杨汝森Elvis

小米的这个湿度计偏高5-6%，很多玩智能家居的人都知道。24年以前买的都偏高，今天买到一个23年12月份生产的，小米自己校准了，比老款就低6%。 这个机器如果刷机的话，也可以自己往调校湿度。

goodanytime

tomyluo 发表于 2024-3-27 20:01
按照此方法，是不是还能用饱和盐溶液调节室内湿度？在一个敞开容器里面装满碳酸钾饱和溶液，关好门窗，就能 ...

理论上可行，但实行起来问题不少，远不如除湿机效果好。

tomyluo

按照此方法，是不是还能用饱和盐溶液调节室内湿度？在一个敞开容器里面装满碳酸钾饱和溶液，关好门窗，就能自动把室内湿度调节到43%？

闻太师

感谢楼主分享，家里的除湿机和湿度计读数不一样，有空用楼主的方法试试哪个准

630061092

我还真的以为小米温湿度计可以校准呢，原来是测量精度

happysea72

学习了，坛友中还是人才济济呀

asp2009

智能表能校准   9.9那种 HTC-1能校准吗

亚历山大

家里用有个大概就可以了嘛

15090500065

作为检验相关人员，
这个写的真好。

lingyer1

每个字都认识，连起来就不明白了