一文读懂湿度计
如果您曾经去过干燥的沙漠或湿热的雨林，您一定会记得。这些极端环境之所以如此不同，是因为它们的湿度：大气中的水蒸气量。很明显，沙漠中的水很少或根本不含水，而在雨林中跋涉，感觉就像在淋浴中行走。
测量湿度是天气预报的一个重要部分，对于管理温室的园丁和经营桑拿的人来说也很有帮助。我们可以通过一种叫做湿度计的仪器简单有效地对湿度进行测量。
什么是湿度？
湿度就是我们周围空气中的 “湿气”。这绝对是我们能感觉到的东西，但我们不一定能看到它……那么如何才能准确测量它呢？
在我们能想出如何测量一些东西之前，我们必须对我们要测量的东西有一个概念——我们的测量结果意味着什么。我们用科学单位来测量大多数事物，如公斤、米或秒；但湿度略有不同，我们通常用两种完全不同的方法来测量。
一种可能的测量方法叫做比湿度，它是指一公斤空气（包括水）中存在的水蒸气的质量，单位是克/公斤。还有一种非常类似的测量方法叫混合比，就是一公斤质量的干燥空气中水蒸气的质量，单位同样是克/公斤。
一个更常见的测量方法叫相对湿度，是指空气中的水汽量与该温度下可能存在的最大水汽量的比较，用百分比来写（没有任何单位）。在一个真正潮湿湿润的日子里，相对湿度很可能是90%-100%；在一个干燥的日子里，吹着干燥的风，很少或没有下雨的机会，相对湿度更可能是60%-75%。当我们谈论 “湿度 ”作为一个百分比时，我们指的是相对湿度。
因为具体的湿度对大多数人来说是没有意义的，所以天气预报通常会引用相对湿度。
如何测量湿度的变化？
很多植物都会对湿度的变化做出反应，比如松果。
松果在干燥的时候会张开刺（释放种子），而在潮湿的时候会紧紧地闭合。这就是为什么（大多数孩子都知道）你可以用一个掉落的松果来计算外面的湿度。不过，松果并不是最精确的湿度计，尤其是因为松果需要相当长的时间才能打开和闭合。
一个松果就是一个简单的湿度计。上：在潮湿的天气里，松果封闭起来。下：在干燥的天气里，松果打开了。
扭曲纤维湿度计
有些湿度测量设备并不比松果复杂多少。
比如黑森林风格的传统气象屋。它是围绕着一个非常简单的湿度计建造的。
女人(左)和男人(右)站在一个旋转的转盘上，转盘由一根扭曲的纤维(橙色)支撑。潮湿天气湿度大时，头发松动，转盘顺时针旋转，于是男子打着伞出来。当天气比较干燥时，头发收紧，转盘反方向旋转，女人就会出来晒太阳。
在20世纪电子湿度计普及之前，大多数廉价的湿度计的工作原理就像这个，由田纳西州纳什维尔的Louis Ullman于1859年申请的专利——一个典型的扭曲纤维湿度计。
该湿度计有一个盒子（向空气敞开--所以水分可以进出），里面有一块扭曲的植物纤维（橙色）。纤维与一个指针（红色）相连，指针绕着一个刻度盘转动，随着湿度的变化，纤维或紧或松，使指针在刻度盘上移动或下降。正如Ullman在其专利中解释的那样，可以使用各种不同的植物纤维，包括来自天竺葵的纤维。来自美国专利#25,457.
干湿球温度计
松果和天气屋最多只能给出一个相当模糊的湿度指示。怎样才能给湿度加上一些数字，更准确地测量它呢？一种方法是使用干湿球温度计型湿度计（亦称干湿球温度计）。
干湿球温度计使用一对并排站立的温度计。其中一个灯泡对着空气开放；另一个灯泡盖在湿布上。布上的水导致灯泡的蒸发和热量损失，使其读数低于干球温度计。蒸发量（以及温度的降低）取决于大气中已有多少水蒸气。测量两个温度计之间的温差，可以测量相对湿度。
如下图所示，一个典型的干湿球温度计有两个并排的温度计。其中一个（左）是干球温度计，像任何传统的温度计一样，简单地测量周围空气的温度。另一个温度计（右）是湿球温度计：它的球茎浸泡在底部的液体（绿色）瓶或水库中。
您可以通过比较两个温度计的读数来测量湿度。使用滑动指针（蓝色），您可以从中间的旋转图表（黄色）上读取湿度，这基本上是一个将温差转换为湿度测量值的查询表。这种特殊版本的干湿球湿度计是由费城的约翰-伦纳德-施瓦茨在20世纪30年代发明的，图纸来自他的美国专利#1,933,283.
电子湿度计
在这个几乎所有的东西都能以电子方式即时测量的时代，自然少不了电子湿度计。
Holmes电子湿度计，它有一个易读的表盘
通常情况下，电子湿度计可以测量空气样本的电容或电阻，并以此计算湿度。
在电容式湿度传感器中，有两块金属板，中间夹着空气。空气中的水分越多，对金属板的电容（存储静电荷的能力）影响越大。通过测量可以储存多少电荷，就可以快速准确地测量湿度。
在电阻式湿度传感器中，电流流过一块暴露在空气中的陶瓷材料。湿度越高，陶瓷内部凝结的水蒸气越多，从而改变其电阻。测量流经陶瓷的电流多少，就能准确测量湿度。
电子湿度计的陶瓷传感膜，照片由NASA兰利研究中心（NASA-LaRC）提供
湿度计在手机上的智能应用
如今，我们甚至通过手机，应用湿度计。只要你的智能手机里内置有湿度传感器，你就可以通过USB电缆或蓝牙（无线）连接来使它们工作。
还有一些湿度计应用程序可以通过找出你的位置（从 “位置服务 ”或手机的GPS卫星接收器），并向当地气象站服务器发送查询，将湿度测量结果发回手机显示，从而更间接地工作。
当然，这只是气象站湿度的粗略测量结果，它可能离你的家有许多公里远，因此它给你的是一个整体湿度的粗略概念（干燥或潮湿的一天），但不是你所在的地方的确切湿度。
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传感器大佬
比易烊千玺帅一点点的传感器从业者。
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