印制电路板温度和湿度基本知识

　　一、印制电路板温度

　　1 印制电路板温度定义

　　温度习惯上定义为对接触到物体的冷暖感觉。如果把两个物体放在一起(物理上称之为热接触)，这时温度高的物体就会向温度低的物体传递热量，直到两者之间的温度相等，即两物体之间达到了热平衡。此时我们会感觉到两物体的温度是一样的。我们可以把系统的温度定义为当两个物体达到热平衡的状态。

　　如果再深入了解两个系统，我们会发现多个系统之间都会互相达到热平衡。热平衡并不取决于物体的种类，而是在于它们所处的系统。

　　热力学定律告诉我们，在两个热力学系统中，如果每一个都与第三个系统处于平衡，则它们彼此之间都处于热平衡状态。就是说，一切处于热平衡的系统都只有相同的温度。用手对物体去感到有冷有热，用眼识别火候会感到暗淡微红的温度较低，光亮耀眼的温度高。这些接触与不接触的比较冷热程度的方法，至今仍有效地应用着。无论是用直接还是间接比较法测取温度的温度计都是以热平衡的原理来设计的。

　　2 印制电路板温度测量

　　在电阻温度计的发展早期，Callendar对铂电阻温度计进行了研究。此后，电阻测温法发生了很大的变化。高精度测量用的经典式的铂电阻温度计，其测温范围不断扩展。对于最准确的温度测量，铂电阻温度计总是最优先被选用的温度计。纯铂选为电阻温度计元件的材料是由它本身的性质所决定的：化学稳定性好，即使在高温下稳定性也很好;熔点高，高纯条件下容易获得细丝;电阻率高(室温下约为10μΩ.cm)。可延性对于拉成细丝是有益的，但同时也会带来某些困难，完全退火状态的铂丝非常软，安装制造过程中会遇到一些问题。铂在高温下有极强的抗氧化能力，使得它成为测量高温的一种非常优良的材料。铂不仅是一种很好的电阻温度计材料，而且是一种很好的高温热电偶材料。

　　铂电阻温度计的电阻—温度关系，正如理论所预计的，在从室温向上延伸一个很宽广的温度范围内，铂电阻温度计的电阻都相当接近于温度的平方函数。

　　二、印制电路板湿度

　　1.印制电路板绝对湿度

　　每1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。因此，在数值上绝对湿度T等于在湿空气的温度" 和水蒸气的分压力Pv下水蒸气的密度ρv。ρv值可由水蒸气表查得，或由下式计算：

　　式中，my为水蒸气的质量(kg),RV为水蒸气的常数。

　　2.印制电路板相对湿度

　　大气中水蒸气的数量，可在O与饱和状态之间变动。绝对湿度只表示湿空气中实际水蒸气含量的多少，而不能说明在该状态下湿空气饱和的程度或吸收水蒸气能力的大小。因此，常用相对湿度来表示湿空气的潮湿的程度。相对湿度的定义是湿空气的绝对湿度ρ与同温度下饱和湿空气的绝对湿度φ之比，用符号" 表示即可

　　式中，ρmax表示在温度为t时湿空气中的水蒸气可能达到的最大分压力，即ρs。T一定时，ρmax或ρs)相应有一定的值。

　　式(7-6)说明，相对湿度也可用湿空气中水蒸气的实际分压力ρv，与温度下水蒸气的含量接近饱和的程度，故也称为饱和度。φ值愈小，表示湿空气愈干燥，吸收水分的能力愈强;反之，φ值愈大，表示湿空气愈潮湿，吸收水分的能力愈弱。当φ等于O时，则为干空气;φ等于1时，则为饱和湿空气。所以，不论湿空气的温度如何，由φ值的大小可直接看出它的干湿程度。

　　相对湿度通常用干湿温度球计来测量，如图7-1所示。两支相同类型的温度计，其中之一在测温泡上蒙一浸在水中的湿纱布，成为湿球温度计。将干湿球温度计置于通风处，使空气连续不断地流经温度计，干球温度计上的读数即为空气的温度t。湿球温度计因和湿布直接接触，其读数应为水温。若空气为饱和湿空气(即φ=1)，则湿布上的水不会汽化，两支温度计上的读数将相同。若空气为未饱和湿空气(即φ<1)，则流经湿布时水会汽化。汽化需要汽化潜热，水的温度将因为汽化放热而下降，水和空气间就形成温差。温差的存在，促使较热的空气传热给较冷的水。水因汽化而放热，又因温差而自空气吸热，如放热量大于吸热量，水温势必继续下降至某一温度时，放热量和吸热量相等，水温也就不再下降，汽化所需之热完全来自于空气。此时湿球温度计上的读数称为湿球温度，以符号Tw表示。温度为定值T的空气，所含水蒸气愈少(亦即离饱和状态愈远)，其湿球温度也就愈低。因为空气流经湿布时汽化的水分较多，要求更大的温差以便从空气吸取更多的热来满足汽化的需要。

　　由此可见，Tw和空气实际所含的水蒸气的量(或实际的绝对温度)有关。另外，空气的最大绝对湿度取决于空气的温度T。因而φ和T及Tw之间应有一定的关系φ=f(T,Tw)。根据这一关系，在测定了空气的T及Tw后，即可求的空气的相对湿度φ。一般的干湿球温度计上都将=f(T,Tw)列成表，可根据T及Tw直接读出。