湿度的应用范围广泛,从最初的气象测定和粮食仓储,到工业(包括电子、机械、汽车、纺织等)生产、农业种植、医药行业和暖通调节,再到发变电、国防军事和航天工业等诸多领域。湿度已经成为人类社会生活不可或缺的重要环境参数。随着科学技术的进步,湿度的检测也已经从最初的毛发湿度计,发展到干湿球湿度计、露点湿度计,再到现在广泛使用的电学湿度计(包括电阻式湿度计和电容式湿度计,例如氯化锂湿度计和陶瓷湿度传感器等),以及光学湿度计和微波湿度计等。各种温湿度计需要定期进行计量检定,以评定温湿度计的计量性能是否合格。由于每年需要法制计量部门检定的温湿度计数量庞大、种类繁杂且成指数增长,计量部门需要改进湿度源以提高检定效率。本课题以计量检定中使用的湿度源为研究对象,针对旧湿度源存在的控不准、控不稳等问题,以提升湿度源性能为目的,改进湿度源设备。本课题按照JJF1564-2016《温湿度标准箱校准规范》中的指标,在原有机械结构的基础上,对不再达到校准规范要求的湿度源箱体(Parameter Generation&Control Inc.)进行升级改造。从制备湿度气体原理入手,以湿度源预期的技术指标为导向,分析、设计湿度源系统的结构和控制系统的控制方法。在关键器件精度和控制器分辨力选取的基础上,进行电气原理设计,完成湿度源搭建。本课题重点研究湿度源内部湿度的控制算法,利用双温法的基本原理和饱和水汽压方程,提出以饱和气体露点温度控制为核心的湿度控制算法。由于建立的热湿传递的模型过于复杂,无法将其代入湿度控制算法中,本课题将露点温度的控制简化为送风温差和喷淋水温的控制。最后选用高精度的冷镜式露点仪对湿度源的控湿精度进行标定,通过实验数据分析,修正湿度控制算法,实现高精度控制。湿度源改造完成后,使用多路湿度测量装置对湿度源的性能指标进行校准,结果表明改造后的湿度源符合计量检定工作要求。