Гігрометр

Коротко

• Найпростіший — волосяний гігрометр: знежирена людська волосина видовжується, коли повітря вологішає, і коротшає, коли сухішає.
• Ваговий гігрометр визначає абсолютну вологість, зважуючи вологу, поглинену з відомого об’єму повітря.
• Конденсаційний гігрометр знаходить точку роси за температурою дзеркальця, на якому з’являється конденсат.
• Сучасні прилади здебільшого електронні — з ємнісними або резистивними датчиками.

1783 року швейцарський фізик і геолог Орас Бенедикт де Соссюр створив гігрометр, чутливим елементом якого слугує натягнута людська волосина. Знежирена волосина видовжується у вологому повітрі й коротшає в сухому, а стрілка показує ці зміни на шкалі відносної вологості. Волосяним гігрометром користуються й досі.

Від Леонардо до Соссюра

Перший прототип гігрометра, за даними історії науки, створив 1480 року Леонардо да Вінчі. У XVII столітті практичнішу конструкцію запропонував Франческо Фоллі, а Роберт Гук удосконалив низку метеорологічних приладів, гігрометр зокрема. 1755 року сучаснішу модель описав швейцарський учений Йоганн Генріх Ламберт. Наприкінці XVII століття такі прилади часто називали гігроскопами; від цього слова походять терміни «гігроскопічний» і «гігроскопія».

Види

Тип	Принцип дії
Ваговий (абсолютний)	Повітря відомого об’єму прокачують крізь U-подібні трубки з поглиначем вологи (хлоридом кальцію, перхлоратом магнію); приріст маси дає абсолютну вологість
Волосяний	Довжина натягнутої знежиреної волосини залежить від відносної вологості; діапазон 30–100 %
Плівковий	Органічна плівка-мембрана розширюється у вологому повітрі; зміщення передається важелями на стрілку
Електролітичний	Змінюється опір шару електроліту, наприклад хлориду літію; показання сильно залежать від температури
Керамічний	Змінюється опір пористої кераміки з глини, кремнію, каоліну й оксидів металів
Конденсаційний	Фіксують температуру, за якої на охолоджуваному дзеркальці з’являється роса чи іній

Конденсаційні й електронні прилади

Конденсаційний гігрометр складається з дзеркальця, пристрою для його охолодження, датчика, що вловлює момент появи конденсату за розсіюванням світла, і термометра. Сучасні моделі охолоджують дзеркальце елементом Пельтьє, а електронний зворотний зв’язок тримає його точно на межі випаровування й конденсації. Так точку роси визначають з похибкою близько 0,2 °C.

Найпоширеніші сьогодні електронні датчики бувають кількох типів:

• ємнісні — між двома пластинами змінюється діелектрична проникність залежно від кількості водяної пари; діапазон зазвичай 5–95 % відносної вологості;
• резистивні — вимірюють опір полімерної мембрани чи гігроскопічної солі, що поглинає вологу;
• п’єзоелектричні — кварцова пластинка з вологопоглинальною плівкою змінює частоту коливань, коли плівка важчає від вологи.

Волосяні й плівкові гігрометри періодично звіряють із точнішими приладами — психрометром або конденсаційним гігрометром, а для перевірки використовують гігростат.

Запитання

Чим гігрометр відрізняється від психрометра?

Психрометр — один із різновидів приладів для вимірювання вологості. Він складається з двох термометрів, «сухого» і «мокрого», і вологість обчислюють за різницею їхніх показань. Гігрометрами у вузькому сенсі називають прилади інших принципів дії — волосяні, плівкові, конденсаційні, електронні. Волосяні й плівкові гігрометри періодично звіряють саме з психрометром.

Чому електронний гігрометр також вимірює температуру?

Скільки водяної пари може втримати повітря, сильно залежить від температури: тепле повітря вміщує більше вологи, ніж холодне. Тому та сама кількість пари дає різну відносну вологість за різних температур, а від температури залежить і калібрування датчиків.

Див. також

• Атмосферний тиск Нормальний тиск — 760 мм ртутного стовпа, або 101 325 Па (1013,25 гПа), на рівні моря на широті 45°.
• Вітер Рушійна сила — різниця тиску; обертання Землі (сила Коріоліса) відхиляє вітер, а тертя об поверхню його гальмує.
• Антициклон Тиск у центрі на рівні моря зазвичай 1025–1040 гПа, узимку над Азією — до 1070 гПа і вище.
• Розділ «Метеорологія» Погода, атмосферні явища, клімат і способи їх спостереження.

Джерела

1. Гігрометр — Вікіпедія (українська)
2. Hygrometer — Wikipedia (англійська)

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.