恐るべし 通風乾湿計 & SHT21

2022/1/20 湿度計の精度を調べる

湿度計や湿度センサーによって指示値に大きな差があるため「湿度計の精度を確かめる方法」についていろいろ試行錯誤を重ねてきました。「飽和塩法による湿度計の校正」ではセンサーSHT21の精度を確認することができました。今回更に一般的に精度が高いと言われている乾湿計を使った実験を行ってみましたのでその様子を投稿します。

次の写真は実験環境である雑然とした我が工房の様子です。実験にあたり注意したことは、
➀ 湿度計の裏側に空間ができるように設置する。（壁掛けとしない）
➁ 直射日光が当たらないようにする。直射日光が当たる壁からも離す。
➂ 工房のドアや窓は適度に開けて熱がこもらないようにする。（通風はわずかにあり）

湿度比較環境2b

湿度計の比較環境（雑然とした作業場内にて ４月下旬）

１．使用する乾湿計について

乾湿計による差を確かめるため２種類の乾湿計を用意しました。
また、より正確に測るために、湿球のガーゼを一旦外して乾球と湿球の指示差を確認してみました。

使用した乾湿計と指示差
　乾湿計１　シンワ測定 乾湿計 E-2 72706（アルコール）
             指示誤差＝乾球－湿球＝＋0.1℃
　乾湿計２　ヤガミ オーガスト乾湿計 0476900（水銀）
           　指示誤差＝乾球－湿球＝－0.2℃
指示誤差の測定条件　室温：約16℃
以後の測定にあたっては乾球の読みをこの誤差分補正するものとする。
　　（この補正で両乾球およびSHT21の測定温度がほぼ一致するため）
なお、湿球用の水は精製水を使用する。

２つの乾湿計の比較
４/23～25に計２０回にわたりそれぞれの指示値および湿度値を比較した。
　　（最低気温14℃　～　最高気温23℃）
　結果　乾球相互･湿球相互の差は最大±0.2℃以内
　　　　湿度値の差は±1％以内
　　　　全て一致が５回
　　　　なお、特異点３点を外し１７回分の結果

上記の結果から、乾湿計による差はほとんど無いことが分かりました。以後、両乾湿計の測定結果は同じものとして扱うことにしました。

ちなみに両乾湿計の価格は約1200円：7400円です。

２．乾湿計（通風なし）で他の湿度計と比較

２日間測定比較した結果を示します。なお、特異点１点を除いています。
乾湿計による湿度の求め方は「湿度を正確に測りたい」のページをご覧下さい。

乾湿計実験3b

ここで使用したSHT21は、「飽和塩法による湿度計の校正」の結果から SHT21➁ の方が精度がわずか高かったのでそちらを使っています。なお、測定値の補正はしていません。

「乾湿計」を見ると +3 ～ +9 [%RH] の差があり平均して +6 [%RH] の差があることが分かります。とても乾湿計が正しいと言える結果ではありませんでした。同時に「SHT21 の誤差ではないか？」との疑問も生じてしまいます。

３．乾湿計（通風あり）で他の湿度計と比較

乾湿計の後ろからファンを回し乾球と湿球の両方に風が当たるようにして簡易的な通風乾湿計としました。使用したシロッコファンは「飽和塩法」で使ったもので、５分間ほど通風すると値が安定しますのでその値を読み取ります。

通風乾湿計

乾球と湿球に風を当てて簡易的な通風乾湿計に！

３日間にわたり測定した結果を下表に示します。この中に除いた特異点はありません。
なお、通風乾湿計による湿度の求め方は「湿度を正確に測りたい」のページをご覧下さい。

乾湿計実験4b

表の「SHT21 に対する差」の「乾湿計」を見ると、何と驚くことに -1～+3 [%RH] の差に収まってしまいました。平均すると１[%RH]となり、通風乾湿計 と SHT21 の値は相互にほぼ一致することが確認できる結果となりました。
これは本当に驚くべき事です。今まで３ヶ月間にわたり湿度の測定実験を繰り返してきましたが、異なる種類の湿度計で値がこれだけ一致することはあり得なかったのですから。タイトルを「恐るべし 通風乾湿計 ＆ SHT21」と付けたくなる気持ちを分かってもらえると思います。

なお、この結果は「飽和塩法 乾湿計（通風あり） 塩化ナトリウム」の校正では一応裏付けられています。

表中の差のバラツキとは差の最小最大の振れ幅です。他の湿度計 EX-2737 および xx-xxxx のバラツキはどちらの実験でも同じ程度になるはずですが、通風実験の方が小さいと言うことはそれだけ測定条件が安定していたといえます。ファンが近くにあることで通風状態が常に同程度に保たれたとも考えられます。
（これは新たな興味・課題です。乾湿計の乾球の読みが通風により少し変化することと併せて！）

本格的なアスマン通風乾湿計は５万円以上しますので、農家ごときが購入するものでもありません。ある程度の見通しが立ちましたので、もう少しきちんとした通風乾湿計を作ってみたいと思います。

★ センサーSHT21および各湿度計について

ここで比較したSHT21および各湿度計のメーカーデータは「湿度計の精度 まとめ」のページの最後にまとめました。

関連ページ

１．湿度を正確に測定したい
２．飽和塩法による湿度計の校正
３．恐るべし 通風乾湿計 & SHT21
４．湿度計の精度 まとめ
５．湿度計（センサー）の経年劣化 ５年後の様子

f@denbei