湿度传感器原理及其应用
传感器如何用于测量物体的相对湿度和露点温度?

传感器如何用于测量物体的相对湿度和露点温度?一、传感器原理及工作方式1. 传感器原理简介传感器是一种能够将物理量转化为电信号的装置,其原理基于某种物理效应或现象。
传感器内部通常包含传感元件、信号转换模块和输出接口等部分,通过与被测物体的接触或感应,将相关的物理量转化为电信号输出。
2. 传感器工作方式传感器用于测量物体的相对湿度和露点温度时,通常采用湿度传感器和温度传感器相结合的方式。
湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量,而温度传感器则用于测量物体的温度。
这两个传感器的输出信号经过处理后,可以得到物体的相对湿度和露点温度。
二、湿度传感器的原理与应用1. 湿度传感器的工作原理湿度传感器常见的工作原理包括电容法、阻抗法和电导率法等。
其中,电容法是应用最广泛的一种。
它利用材料在不同湿度下的电容值变化来测量湿度。
当空气中的湿度发生变化时,传感器内部的电容值会做出相应变化,从而实现湿度的测量。
2. 湿度传感器的应用领域湿度传感器在许多领域中都有广泛的应用,如气象、农业、建筑以及工业生产等。
在气象领域中,湿度传感器可以帮助测量水分含量,从而对天气进行预测。
在工业生产中,湿度传感器可以用于控制湿度,保证产品质量。
三、温度传感器的原理与应用1. 温度传感器的工作原理温度传感器主要有热电偶、热电阻和半导体传感器等多种类型。
其中,热电偶是一种常用的温度传感器,它利用两种不同金属的热电效应来测量温度。
当温度发生变化时,热电偶两端的电压也会发生变化,通过测量电压的变化,就可以确定温度值。
2. 温度传感器的应用领域温度传感器的应用非常广泛,几乎涵盖了各个领域。
例如,在医疗设备中,温度传感器可以用于监测患者体温的变化,及时发现异常情况。
在电子产品中,温度传感器可以用于监测设备的温度,以防止过热造成损坏。
四、相对湿度和露点温度的测量方法1. 相对湿度的测量方法相对湿度的测量方法主要包括湿度传感器法、湿度计法和露点温度计法。
其中,湿度传感器法是目前最常用的方法,它通过测量空气中的水分含量来计算相对湿度。
湿度传感器的工作原理

湿度传感器的工作原理引言湿度传感器是一种广泛应用于气象、室内环境监测、农业等领域的重要传感器。
它能够测量空气中的相对湿度,从而帮助我们了解环境中的湿度状况。
在本文中,我们将深入探讨湿度传感器的工作原理,并介绍一些常见的湿度传感器类型和应用。
湿度传感器的基本原理湿度传感器的工作原理基于材料吸湿性的变化。
常见的湿度传感器有两种工作原理:电容式和电阻式。
电容式湿度传感器电容式湿度传感器是利用湿度对介电常数的影响来测量湿度的。
传感器通过两个电极之间的介质,可以是氧化金属层、陶瓷或聚合物等,由于材料的吸湿性变化而改变电容器的电容量。
1.电容式湿度传感器的结构–传感器的核心部分是一个由感湿层和基底构成的复合材料。
感湿层具有较高的湿度敏感性,可以吸收或释放水分。
–湿度变化会导致感湿层的物理性质发生改变,例如介电常数、电容性质等。
–传感器的两个电极将放置在感湿层两侧,形成一个电容器结构。
–当空气中的湿度改变时,感湿层的吸湿性改变会导致电容器的电容量发生变化。
2.电容式湿度传感器的工作过程–当传感器处于稳定的环境中时,感湿层和环境中的湿度达到平衡。
此时,感湿层的吸湿性处于一个稳定状态,表现为一个特定的电容值。
–当环境湿度发生改变时,感湿层会吸收或释放水分,导致电容值发生变化。
–通过测量电容值的变化,可以确定空气中的相对湿度。
电阻式湿度传感器电阻式湿度传感器则是利用介电常数的变化来测量湿度的。
传感器的基本工作原理是通过在感湿器上覆盖一层吸湿材料,并测量这个吸湿材料的电阻值来推测湿度。
1.电阻式湿度传感器的结构–传感器的感湿层通常由一种多孔的陶瓷材料或一层有机高分子材料制成。
–感湿层的材料会对空气中的水汽进行吸湿或释放水汽,从而使其电阻值发生变化。
–传感器通常有两个电极,一个直接接触感湿层,另一个用于提供参考电阻。
2.电阻式湿度传感器的工作过程–当传感器处于稳定的环境中时,感湿层的吸湿性和释放水汽的能力达到平衡。
此时,感湿层的电阻值保持稳定。
湿度传感器的原理及应用

湿度传感器的原理及应用湿度传感器的原理湿度传感器是一种测量空气中湿度的设备,它基于一些物理原理和传感器技术来实现湿度的测量。
下面是湿度传感器工作的基本原理:1.电容法:湿度传感器可以利用空气中水分对电容的影响来测量湿度。
当空气中的湿度增加时,水分会被吸附在传感器的电极上,导致电容的变化。
通过测量电容的变化,可以推算出当前的湿度。
2.电阻法:湿度传感器还可以利用基于电阻的原理来测量湿度。
湿度会影响传感器材料的电阻值,因此可以通过测量电阻的变化来推算湿度的变化。
这种方法通常使用一种特殊的塑料材料,称为湿度敏感材料,它会因湿度的变化而改变其电阻。
3.电化学法:某些湿度传感器使用电化学原理来测量湿度。
这些传感器通常包含一个用于测量湿度的湿度敏感电极和一个比较电极。
当湿度增加时,湿度敏感电极上的湿度敏感材料会发生化学反应,导致电极电势的变化。
通过测量电势的变化,可以计算湿度的值。
湿度传感器的应用湿度传感器在很多领域中都有广泛的应用,下面是一些常见的应用领域:1.气象观测:湿度传感器在气象观测中起着重要的作用。
通过测量空气中的湿度,气象学家可以推算出气象条件,例如空气中的水分含量和温度。
这有助于预测天气和了解地球的气候变化。
2.农业:湿度传感器在农业中也有很多应用。
例如,在种植水果和蔬菜的温室中,湿度传感器可以帮助农民监测温室内的湿度,以确保最适宜的生长环境。
此外,在农作物灌溉中,湿度传感器也可以用于控制灌溉的水量,确保农作物获得合适的湿度。
3.室内环境控制:湿度传感器在室内环境控制中扮演重要角色。
它可以被用于测量室内空气中的湿度,帮助调节加湿器和除湿器的工作。
这对于创造一个舒适的室内环境对人们的健康和舒适感来说非常重要。
4.工业控制:湿度传感器在工业控制中也有广泛的应用。
例如,在食品加工和制药过程中,湿度传感器可以用于测量环境湿度,以确保生产过程的稳定性和产品质量。
5.智能家居:随着智能家居技术的发展,湿度传感器在智能家居中也扮演着重要的角色。
温湿度传感器的原理及应用

温湿度传感器的原理及应用温湿度传感器是一种用于测量环境中温度和湿度的装置,常见于气象、农业、仓储、制造业等领域。
本文将介绍温湿度传感器的原理和应用。
一、原理温湿度传感器的工作原理可以分为电阻式、电容式、热电偶式和表面声波式等多种类型。
下面分别介绍几种常见的原理。
1. 电阻式传感器电阻式传感器通过利用材料的温度和湿度敏感特性来测量环境中的温湿度。
常用的电阻式传感器有热敏电阻和湿敏电阻。
热敏电阻:热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化,通过测量电阻值的变化可以推算出环境的温度。
湿敏电阻:湿敏电阻的电阻值随湿度的变化而变化,通过测量电阻值的变化可以推算出环境的湿度。
2. 电容式传感器电容式传感器通过测量电容的变化来得知温湿度的信息。
通常使用一对金属电极构成的电容器,在环境的温湿度变化时,电容的值会发生相应的变化,通过测量电容值的变化可以得知环境的温湿度。
3. 热电偶式传感器热电偶是利用两种不同金属的热电特性产生的热电势差来测量温度的装置。
通过测量热电偶之间的电势差,可以精确地得知环境的温度。
4. 表面声波式传感器表面声波式传感器采用封装有特殊材料的压电晶体,利用压电效应将输入的温湿度信号转化为表面声波的频率变化,通过测量频率的变化可以得知温湿度的信息。
二、应用温湿度传感器在各个领域有着广泛的应用,下面介绍几个常见的应用场景。
1. 气象领域气象预测是温湿度传感器在气象领域的主要应用之一。
通过安装在气象站、气球探测器等设备中的传感器,可以实时地测量和记录环境中的温度和湿度数据。
这些数据是气象预报和气候研究的重要依据。
2. 农业领域温湿度传感器在农业领域的应用主要是用于控制温室的温湿度环境。
通过实时监测温室内的温湿度变化,可以根据作物的需求进行相应的调控,提高产量和质量。
3. 仓储领域在仓储领域,温湿度传感器用于监测储存物品的温湿度,以确保物品在适宜的环境下保存。
特别是一些对温湿度要求较高的物品,如药品、食品等,通过传感器实时监测,可以防止物品的变质和损坏。
湿度传感器的工作机理及其应用

湿度传感器的工作机理及其应用湿度传感器,是一种能够检测周围环境湿度的设备。
湿度传感器广泛应用于工业、医疗、农业等领域,可以为生产生活带来便利。
一、湿度传感器的工作原理湿度传感器是一种基于电学原理实现的传感器。
它的工作原理是基于介电常数和电阻率与湿度的相关关系。
介电常数可以理解为电场能量密度与磁场能量密度比值的比例,而电阻率则代表材料电导率的倒数。
常见的湿度传感器有电容式、电阻式、热电偶式等类型。
其中,电容式湿度传感器是使用最广泛的一种。
电容式湿度传感器是利用材料与空气的介电常数的差异来检测湿度的。
当湿度变化时,相邻的电极之间的电容值会发生变化,通过检测电容变化来计算湿度。
电容式湿度传感器灵敏度高,响应速度快,结构简单,并且可以通过微电脑控制,适用于各种需求场合。
而且,它的输出电压跨度很宽,所以需要低噪声、高增益的锁相放大器来扩大信号,才能通过模数转换器进行精确的数字化操作。
二、湿度传感器的应用电容式湿度传感器在日常生活中有很广泛的应用。
1. 小区自动化管理小区智能化管理系统可以利用湿度传感器,根据当前湿度场景自动调整温度,保障人们的生活质量。
2. 农业领域农业领域需要不同的湿度环境条件。
例如,菇类需要较高的湿度,而蔬菜则需要相对较低的湿度。
而通过使用湿度传感器,可以对不同的作物,提供最适宜的生长环境,保证作物的健康生长。
3. 工业领域湿度传感器在工业中的应用,能够监测生产过程中的湿度状况,并且在必要时实时调整,提高生产效率。
例如,制药厂需要生产药品时,药品在生产过程中所面临的湿度状况,湿度传感器可以做到实时监控,确保生产药品的质量及工艺稳定的进行。
总之,湿度传感器在现代生产与生活中应用极为广泛,给我们便利之余,也让我们能够更好地利用这些科技工具,促进我们的生活质量和工作效率。
湿度传感器原理与应用知识

湿度传感器原理与应用知识随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。
湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。
如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。
一、湿度传感器的分类湿度传感器,基本形式都为利用湿敏材料对水分子的吸附能力或对水分子产生物理效应的方法测量湿度。
有关湿度测量,早在16世纪就有记载。
许多古老的测量方法,如干湿球温度计、毛发湿度计和露点计等至今仍被广泛采用。
现代工业技术要求高精度、高可靠和连续地测量湿度,因而陆续出现了种类繁多的湿敏元件。
湿敏元件主要分为二大类:水分子亲和力型湿敏元件和非水分子亲和力型湿敏元件。
利用水分子有较大的偶极矩,易于附着并渗透入固体表面的特性制成的湿敏元件称为水分子亲和力型湿敏元件。
例如,利用水分子附着或浸入某些物质后,其电气性能(电阻值、介电常数等)发生变化的特性可制成电阻式湿敏元件、电容式湿敏元件;利用水分子附着后引起材料长度变化,可制成尺寸变化式湿敏元件,如毛发湿度计。
金属氧化物是离子型结合物质,有较强的吸水性能,不仅有物理吸附,而且有化学吸附,可制成金属氧化物湿敏元件。
这类元件在应用时附着或浸入被测的水蒸气分子,与材料发生化学反应生成氢氧化物,或一经浸入就有一部分残留在元件上而难以全部脱出,使重复使用时元件的特性不稳定,测量时有较大的滞后误差和较慢的反应速度。
目前应用较多的均属于这类湿敏元件。
另一类非亲和力型湿敏元件利用其与水分子接触产生的物理效应来测量湿度。
例如,利用热力学方法测量的热敏电阻式湿度传感器,利用水蒸气能吸收某波长段的红外线的特性制成的红外线吸收式湿度传感器等。
1、电解质湿敏元件利用潮解性盐类受潮后电阻发生变化制成的湿敏元件。
温湿度传感器的工作原理

温湿度传感器的工作原理温湿度是我们日常生活中常常关注的气象因素,它对人体的舒适度和环境的稳定性具有重要影响。
为了准确地测量和监控温湿度数据,温湿度传感器应运而生。
本文将详细介绍温湿度传感器的工作原理以及其应用。
一、传感器类型温湿度传感器可以分为电阻式温湿度传感器和电容式温湿度传感器两类。
1. 电阻式温湿度传感器电阻式温湿度传感器是基于材料的电阻随温度和湿度变化而变化的原理,常用的是层状热敏电阻温湿度传感器。
当环境温度和湿度变化时,敏感层材料的电阻值会发生变化,通过测量电阻值的变化,就可以确定环境的温湿度。
2. 电容式温湿度传感器电容式温湿度传感器利用介质的介电常数与温度和湿度有关的特性,当温度和湿度变化时,介电常数会发生变化,从而改变电容的数值。
通过测量电容的变化,就可以得到环境的温湿度信息。
二、工作原理温湿度传感器的工作原理可以简单描述为:将环境的温湿度信息转化为电气信号输出。
1. 电阻式温湿度传感器的工作原理电阻式温湿度传感器中的敏感层通常是由某种热敏材料制成,该材料的电阻值随着温度和湿度的变化而变化。
当环境温度和湿度发生变化时,敏感层中的材料会吸收或释放水分,从而改变电阻值。
将电阻式温湿度传感器与一个恒定电流源相连,通过测量传感器两端的电压,就能够得到电阻值的变化,从而反映出温湿度的变化。
2. 电容式温湿度传感器的工作原理电容式温湿度传感器通常由两个平行的电极组成,介质则是与温湿度有关的材料。
材料的介电常数随着温度和湿度的变化而变化,导致电容的大小发生变化。
当电容式温湿度传感器与一个恒定的电流源相连时,可以通过测量电荷存储和释放的速率,得到电容值的变化,并据此推算出环境的温湿度。
三、应用领域温湿度传感器广泛应用于工业生产、环境监测、农业和日常生活等领域。
1. 工业生产在工业生产中,温湿度传感器可用于恒温恒湿空调系统的控制,保证产品质量;还可用于各类仪器仪表的温湿度校准。
2. 环境监测温湿度传感器在环境监测领域发挥重要作用,例如用于博物馆、图书馆等文物保护环境的温湿度监测,以及气象站的温湿度观测。
单片机中的温湿度传感器原理与应用

单片机中的温湿度传感器原理与应用温湿度传感器是在单片机应用中常常使用的一种传感器,它能够测量周围环境的温度和湿度信息,并将数据转化为电信号,供单片机进行处理。
本文将介绍温湿度传感器的原理及其在单片机中的应用。
一、温湿度传感器的原理温湿度传感器的工作原理通常分为两种类型:电阻式和电容式。
1. 电阻式温湿度传感器电阻式温湿度传感器是通过用一种材料制成的感温元件或感湿元件来测量环境温度和湿度的。
常见的感温元件有铂电阻和负温度系数热敏电阻,感湿元件则通常采用电解液、陶瓷或聚合物材料。
当温度或湿度发生变化时,感温元件或感湿元件的电阻值也随之改变,通过测量电阻值的变化即可得到环境温湿度的信息。
2. 电容式温湿度传感器电容式温湿度传感器则是利用物质在不同温度和湿度下的介电常数不同来测量温湿度的。
传感器内部会有两个电容电极,一个是湿度敏感电极,确保环境湿度与它接触;另一个是温度敏感电极,保证环境温度与它接触。
当环境温湿度变化时,电容电极之间的电容值也会发生变化,通过测量这个变化就可以得到温湿度数据。
二、温湿度传感器在单片机中的应用温湿度传感器在单片机应用中有着广泛的应用场景,常见的应用包括室内环境监测、气象站、温湿度控制系统等。
1. 室内环境监测在许多场合,如办公室、仓库、医院等,室内的温度和湿度对人体健康和生活质量有着重要的影响。
通过将温湿度传感器与单片机相连,可以实时监测室内的温湿度状况,并通过单片机进行数据处理和显示,提供给用户参考。
2. 气象站气象站需要准确测量环境的温度和湿度信息,以便进行天气预测和气象数据分析。
温湿度传感器可以被应用于气象站中,通过单片机采集传感器数据,进行气象参数的测量和记录。
3. 温湿度控制系统温湿度传感器也常被用于温湿度控制系统中,比如温室、恒温恒湿空调等场合。
单片机通过监测传感器测得的温湿度数据,在控制系统中实现对温湿度的自动调节,保持环境温湿度在设定范围内。
总结:温湿度传感器在单片机应用中具有重要的意义。
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湿度传感器的原理及其应用随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。
湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。
如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。
一、湿度传感器的分类及感湿特点湿度传感器,分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。
空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。
国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。
湿度传感器具有如下特点:1、精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。
在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。
2、湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。
温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。
采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂往往补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。
湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。
多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。
3、湿度传感器的供电金属氧化物陶瓷,高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时,会导致性能变化,甚至失效,所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。
必须是交流电供电。
4、互换性目前,湿度传感器普遍存在着互换性差的现象,同一型号的传感器不能互换,严重影响了使用效果,给维修、调试增加了困难,有些厂家在这方面作出了种种努力,(但互换性仍很差)取得了较好效果。
5、湿度校正校正湿度要比校正温度困难得多。
温度标定往往用一根标准温度计作标准即可,而湿度的标定标准较难实现,干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的,精度无法保证,因其要求环境条件非常严格,一般情况,(最好在湿度环境适合的条件下)在缺乏完善的检定设备时,通常用简单的饱和盐溶液检定法,并测量其温度。
二、对湿度传感器性能作初步判断的几种方法在湿度传感器实际标定困难的情况下,可以通过一些简便的方法进行湿度传感器性能判断与检查。
1、一致性判定,同一类型,同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以上,越多越说明问题,放在一起通电比较检测输出值,在相对稳定的条件下,观察测试的一致性。
若进一步检测,可在24h内间隔一段时间记录,一天内一般都有高、中、低3种湿度和温度情况,可以较全面地观察产品的一致性和稳定性,包括温度补偿特性。
2、用嘴呵气或利用其它加湿手段对传感器加湿,观察其灵敏度、重复性、升湿脱湿性能,以及分辨率,产品的最高量程等。
3、对产品作开盒和关盒两种情况的测试。
比较是否一致,观察其热效应情况。
4、对产品在高温状态和低温状态(根据说明书标准)进行测试,并恢复到正常状态下检测和实验前的记录作比较,考查产品的温度适应性,并观察产品的一致性情况。
产品的性能最终要依据质检部门正规完备的检测手段。
利用饱和盐溶液作标定,也可使用名牌产品作比对检测,产品还应进行长期使用过程中的长期标定才能较全面地判断湿度传感器的质量。
三、几种常见的湿度传感器1、氯化锂湿度传感器(1)电阻式氯化锂湿度计第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局F.W.Dunmore研制出来的。
这种元件具有较高的精度,同时结构简单、价廉,适用于常温常湿的测控等一系列优点。
氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。
单个元件的有效感湿范围一般在20%RH 以内。
例如0.05%的浓度对应的感湿范围约为(80~100)%RH ,0.2%的浓度对应范围是(60~80)%RH 等。
由此可见,要测量较宽的湿度范围时,必须把不同浓度的元件组合在一起使用。
可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个,采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为(15~100)%RH,国外有些产品声称其测量范围可达(2 ~100)%RH 。
(2)露点式氯化锂湿度计露点式氯化锂湿度计是由美国的 Forboro 公司首先研制出来的,其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。
这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似,但工作原理却完全不同。
简而言之,它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。
2、碳湿敏元件碳湿敏元件是美国的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 于1942年首先提出来的,与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比,碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点,因之令人瞩目。
我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制,并取得了积极的成果,其测量不确定度不超过±5%RH ,时间常数在正温时为2~3s,滞差一般在7%左右,比阻稳定性亦较好。
3、氧化铝湿度计氧化铝传感器的突出优点是,体积可以非常小(例如用于探空仪的湿敏元件仅90μm厚、12mg重),灵敏度高(测量下限达-110℃露点),响应速度快(一般在 0.3s 到 3s 之间),测量信号直接以电参量的形式输出,大大简化了数据处理程序,等等。
另外,它还适用于测量液体中的水分。
如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的。
因此它被认为是进行高空大气探测可供选择的几种合乎要求的传感器之一。
也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。
然而,遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改进传感器的性能进行了不懈的努力,但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件,以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题.上始终未能取得重大的突破。
因此,到目前为止,传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。
近年来,这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。
4、陶瓷湿度传感器在湿度测量领域中,对于低湿和高湿及其在低温和高温条件下的测量,到目前为止仍然是一个薄弱环节,而其中又以高温条件下的湿度测量技术最为落后。
以往,通风干湿球湿度计几乎是在这个温度条件下可以使用的唯一方法,而该法在实际使用中亦存在种种问题,无法令人满意。
另一方面,科学技术的进展,要求在高温下测量湿度的场合越来越多,例如水泥、金属冶炼、食品加工等涉及工艺条件和质量控制的许多工业过程的湿度测量与控制。
因此,自60年代起,许多国家开始竟相研制适用于高温条件下进行测量的湿度传感器。
考虑到传感器的使用条件,人们很自然地把探索方向着眼于既具有吸水性又能耐高温的某些无机物上。
实践已经证明,陶瓷元件不仅具有湿敏特性,而且还可以作为感温元件和气敏元件。
这些特性使它极有可能成为一种有发展前途的多功能传感器。
寺日、福岛、新田等人在这方面已经迈出了颇为成功的一步。
他们于 1980 年研制成称之为“湿瓷 - Ⅱ型”和“湿瓷 - Ⅲ型”的多功能传感器。
前者可测控温度和湿度,主要用于空调,后者可用来测量湿度和诸如酒精等多种有机蒸气,主要用于食品加工方面。
四、对市场上湿度传感器产品的几点分析。
国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品,电容式湿敏元件较为多见,感湿材料种类主要为高分子聚合物,氯化锂和金属氧化物。
电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定,国外有些产品还具备高温工作性能。
但是达到上述性能的产品多为国外名牌,价格都较昂贵。
市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品,往往达不到上述水平,线性度、一致性和重复性都不甚理想,30%RH以下,80%RH 以上感湿段变形严重。
有些产品采用单片机补偿修正,使湿度出现"阶跃"性的跳跃,使精度降低,出现一致性差、线性差的缺点。
无论高档次或低档次的电容式湿敏元件,长期稳定性都不理想,多数长期使用漂移严重,湿敏电容容值变化为pF级,1%RH的变化不足0.5pF,容值的漂移改变往往引起几十RH%的误差,大多数电容式湿敏元件不具备40℃以上温度下工作的性能,往往失效和损坏。
电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺,往往对环境的洁净度要求较高,有的产品还存在光照失效、静电失效等现象,金属氧化物为陶瓷湿敏电阻,具有湿敏电容相同的优点,但尘埃环境下,陶瓷细孔被封堵元件就会失效,往往采用通电除尘的方法来处理,但效果不够理想,且在易燃易爆环境下不能使用,氧化铝感湿材料无法克服其表面结构"天然老化"的弱点,阻抗不稳定,金属氧物陶瓷湿敏电阻也同样存在长期稳定性差的弱点。
氯化锂湿敏电阻,具有最突出的优点是长期稳定性极强,因此通过严格的工艺制作,制成的仪表和传感器产品可以达到较高的精度,稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度及一致性,是长期使用寿命的可靠保证。
氯化锂湿敏元件的长期稳定性其它感湿材料尚无法取代。