湿度计有什么原理（湿度计的测量原理）

温度计对于我们来说并不陌生，尤其是常见的体温计，已经成为居家必备的物品之一。我们很难想象，在温度计没有发明之前，人类如何测量温度。

有意思的是，古人早就懂得利用人体温度来帮助某些生产工作的顺利进行。

北魏贾思勰在《齐民要术》中记载，在制作酪时，容器内要保持合适的温度才能使它正常发酵，那么如何判断温度是否合适呢？

书中指出温度“小暖于人体,为合适宜。”在科技有限的古代，古人对于温度的判断，早就有了自己的智慧。

温度计的发明，最早归功于伽利略的尝试。

1603年，伽利略在一次演讲时展示了自己测量温度的仪器：他使用一只标有刻度的玻璃管测试，一端的开口插入到水中，将另一端（球形状）先加热，加热时，管内的液体下降，冷却时的水在玻璃管里上升。

伽利略利用热胀冷缩的原理完成这次温度计首秀，虽然这一实验有许多不精确之处，但伽利略这一次的尝试让科学家们纷纷开始研究温度计。

热胀冷缩：当外界温度升高时，细管中气体受热膨胀，体积增大，管中液面将向下运动，当外界温度降低时，细管中的气体遇冷收缩，体积减小，管中的液面上升。

温度计的测量原理

几乎所有液体温度计都是利用热胀冷缩的原理制成。不过，不同物质的膨胀程度是不同的，这个物质常数通常被称作为膨胀系数。体积的膨胀在水、酒精、水银等液体中表现明显。

其中，水银的膨胀系数高于水、低于酒精。与水相比，水银的体积会随温度变化更明显，且相对于酒精，水银上升与下降速度会比较缓慢。

因此，我们从高温中取出体温计，它的读数也不会受到干扰而导致误差。

温度每上升一度，酒精体积上升比水银体积要大6倍。酒精太易受影响，以至于这些变化会导致管里的酒精表现几乎动荡不安。液体界面会随着温度的微小变化而不断变化。

常见的医用体温计的工作物质是水银，为什么我们经常看到医生护士在使用之前会甩一下体温计呢？

这是由于体温计下端端口的设计较小，盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口。

测体温时水银膨胀能通过缩口升到上面的玻璃泡里,读数时体温计离开人体,水银变冷收缩,但水银却不能顺利地从狭口处挤回来。

所以温度下降后，水银柱如果想恢复原位，就必须有一定的压力才能顺利通过狭窄的曲颈。

这样的设计主要是为了测量温度的精确性，防止体温计离开人体后就开始下降了。

于是医生每次测量体温前会先甩一下，让水银回归原位，进行下一次准确的测量。

随着科技的发展，红外测温仪步入平常家庭，和普通的水银体温计不同的是，红外测温仪不需要夹在腋下。

这一优点对一些家里有新生宝宝的家庭来说必不可少，因为使用普通体温计给婴幼儿测温是个十分费劲的活儿，而红外类测温仪恰好解决这一难点。

这类测温仪是基于红外测温技术的原理，自然界中一切温度高于绝对零度（零下273.15摄氏度）的物体，每时每刻都会辐射出红外线。

物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切关系，这是红外测温技术依据的基础。

红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理及显示输出等部分组成。

光学系统汇集目标的红外辐射能量，能量聚焦在光电探测器上，然后转换成相应的信号，该信号再经换算转化为被测目标的温度值。

湿度计的测量原理

除了温度计以外，还有一种工具也是我们日常生活中常用到的——湿度计。

湿度是空气中水蒸气含量的指标，在温度计发明后，科学家们设想：有没有可能和温度计一样，制造一种湿度计用于生活和工作所需呢？

于是，湿度计的探索就此开始。人们相继发明了干湿球湿度计、电阻式湿度表等。

常见的干湿球湿度计是由两支相同的温度计组成，一支为干球温度计，主要作用为暴露在空气中，测量环境温度。

另一支为湿球温度计，它的温包用湿球纱布套包裹，并与盛有水的容器相连。

纱布的水分不断向空气中蒸发并且带走热量，使得湿球的温度下降，空气的湿度越低，水分蒸发速率越快，湿球的温度越低。

于是，干球与湿球的温度差就与干湿差一一对应起来，空气湿度与干湿差存在某种函数关系，因此，干湿球温度计使用的关键是获得准确的干湿球温度，从而确定空气的湿度。

生活中比较常见还有一种电阻式湿度表，其工作原理是利用电阻式的湿度片为测湿元件，元件两面涂上吸湿性的导电物质。

当空气湿度变化（元件蒸发或吸收空气中的水汽），这时候元件的电阻值发生变化，电阻值的变化与湿度有某种函数关系，由此计算出一个湿度值。

测湿元件主要由引线、基片、感湿层、电极组成，感湿层在吸收了环境中的水分后引起两电极间电阻值的变化。

温度计和湿度计的发明，不仅给我们的日常生活带来了方便，在工业生产中也有很大用处。