湿度传感器的原理、分类、特点特性、参数及其应用
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。
湿度传感器的分类及工作原理
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
（4）结露传感器
传
结露传感器一般不用于测湿，而作为提供开关信号
感 的结露信号器，用于自动控制或报警，主要用于磁带录
器 像机、照相机和高级轿车玻璃的结露检测及除露控制。
原
理
及
应
用
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
感
电容式湿敏传感器是利用湿敏元件的电容值
器 随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。这类
原 湿敏元件实际上是一种吸湿性电介质材料的介电
理 常数随湿度而变化的薄片状电容器。吸湿件电介
及 质材纤维求和乙酸—丙酸纤维素)和金属氧化
用 物(例如多孔氧化铝)等。
模块三 湿度传感器及其应用 3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
传
湿度传感器种类很多，没有统一分类标准。
感 按探测功能来分，可分为绝对湿度型、相对湿
器 度型和结露型；按传感器的输出信号来分，可
原 分为电阻型、电容型和电抗型，电阻型最多，
理 及 应 用
电抗型最少；按湿敏元件工作机理来分，又分 为水分子亲和力型和非水分子亲和力型两大类， 其中水分子亲和力型应用更广泛；按材料来分， 可分为陶瓷型、有机高分子型、半导体型和电
HDP-07系列结露传感器(如图3-7所示)是基于独特设
传
计的电阻元件，热硬化性树脂结构，通过自身的阻
感
值变化去测量或预测空气的结露，在相对湿度
器
93%RH的时候阻值会变得很大，适合做湿度开关用。
原
理
及
应
用
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
湿度传感器的应用
湿度传感器工作原理及应用人类的生存和社会活动与湿度密切相关。
随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。
由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。
从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同．其性能和技术指标有很大差异，因而价格也相差甚远。
对使用者来说，选择湿度传感器时，首先要搞清楚需要什么样的传感器；自己的财力允许选购什么档次的产品，权衡好“需要与可能”的关系，不致于盲目行事。
我们从与用户的来往中，觉得有以下几个问题值得注意。
1．选择测量范围和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。
除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100％RH)测量。
在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。
测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。
当然，对不需要搞测控系统的应用者来说，直接选择通用型湿度仪就可以了。
下面列举一些应用领域对湿度传感器使用温度、湿度的不同要求，供使用者参考(见表1)。
用户根据需要向传感器生产厂提出测量范围，生产厂优先保证用户在使用范围内传感器的性能稳定一致，求得合理的性能价格比，对双方来讲是一件相得益彰的事情。
2、选择测量精度和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。
每提高—个百分点．对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。
因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。
例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元，而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元，相差近百倍。
所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。
如中、低温段(0一80％RH)为±2％RH，而高湿段(80—100％RH)为±4％RH。
而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。
如在不同温度下使用湿度传感器．其示值还要考虑温度漂移的影响。
众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。
湿度传感器原理及其应用
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，分为电阻式与电容式两种，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、精度与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℃）与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，长期稳定性与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
2、简述光电导效应，并应用光电晶体的能带分析热 敏电阻CdS的工作原理。
3、简述光敏二极管的工作过程。
4、什么是霍耳效应，画出霍耳效应原理图；利用霍 耳片设计测磁电路，画出电路示意图，简述其工作原 理。
4、湿敏电阻器的特性
1）电阻－湿度特性
2）时间常数 衡量湿敏电阻器随温度的跃变其阻值 的变化速率。 湿敏电阻的时间常数越小越好。
湿敏电阻器的阻值增加量从零变化到稳定增加量 的63％所需的时间。
3）滞后效应 湿敏电阻器周围 湿度变化一个往返 周期，相应的电阻 值变化曲线在吸湿 和脱湿过程中并不 重复，形成一个类 似磁滞回线的湿滞 环。 湿滞回线和湿滞量
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，其温度系数一般在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。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，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
20.2 湿度传感器
( Humidity Transducer)
湿度传感器：把相对湿度的变化转换成电信号的器件。 感湿特点：
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、介电常数发生很大的 变化，从而制成湿敏元件。
一、湿度传感器分类
1、湿度及其表示方法 表示环境中水蒸气含量的物理量。
三、湿敏电容器的工作原理及特性
利用器件的电容随湿度变化而变化的特性。
电容随湿度的变化取决于介质介电常数ε随湿度的 变化来确定。
传感器的基本原理及其应用
传感器的基本原理及其应用一、传感器的定义和分类1.1 传感器的定义传感器是一种能够将感知到的物理量转变为可测量或可使用的电信号的装置。
传感器可以用于测量温度、湿度、压力、光照强度、位移等各种物理量。
1.2 传感器的分类根据测量的物理量不同，传感器可以分为以下几类：•温度传感器•湿度传感器•压力传感器•光照传感器•位移传感器二、传感器的基本原理2.1 温度传感器的原理温度传感器是用于测量物体的温度的传感器。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶是利用热电效应测量温度的，热敏电阻则是通过电阻值的变化来测量温度的。
2.2 湿度传感器的原理湿度传感器是用于测量物体的湿度的传感器。
常见的湿度传感器有湿度电容式传感器和湿敏电阻传感器。
湿度电容式传感器通过测量电容的变化来测量湿度，湿敏电阻传感器则是通过电阻值的变化来测量湿度的。
2.3 压力传感器的原理压力传感器是用于测量物体的压力的传感器。
常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器。
压阻式传感器是通过电阻值的变化来测量压力的，压电式传感器则是利用压电效应来测量压力的。
2.4 光照传感器的原理光照传感器是用于测量光照强度的传感器。
常见的光照传感器有光敏电阻和光电二极管传感器。
光敏电阻是通过电阻值的变化来测量光照强度的，光电二极管传感器则是利用光电效应来测量光照强度的。
2.5 位移传感器的原理位移传感器是用于测量物体的位移或位置的传感器。
常见的位移传感器有电感式位移传感器和光电式位移传感器。
电感式位移传感器是通过感应电磁场的变化来测量位移的，光电式位移传感器则是利用光电效应来测量位移的。
三、传感器的应用3.1 温度传感器的应用•家用电器中的恒温控制•工业生产过程中的温度监测和控制3.2 湿度传感器的应用•温室内的湿度检测和控制•空调设备中的湿度调节3.3 压力传感器的应用•工业生产中的压力监测和控制•汽车维修中对轮胎气压的检测3.4 光照传感器的应用•照明系统中的光照调节•环境监测中的光照强度检测3.5 位移传感器的应用•机械加工中的位置测量•自动化生产线中的物体定位和跟踪以上只是传感器应用的一部分，实际上，传感器在各个领域都有广泛的应用，如医疗设备、航空航天、能源管理等。
湿度传感器
湿度传感器引言湿度传感器是一种常见的传感器，用于测量和监测周围环境的湿度级别。
湿度传感器在许多领域中都起着重要的作用，如气象预报、农业、建筑和室内环境控制等。
本文将介绍湿度传感器的原理、类型、应用以及其在不同领域中的意义。
一、湿度传感器原理湿度传感器的工作原理基于材料的特性和湿度与环境条件之间的相互关系。
湿度传感器能够测量空气中的水分含量，并将其转换为电信号。
最常见的湿度传感器原理是电阻式湿度传感器。
它包括两个电极，它们之间有一层感湿性物质。
当湿度增加时，感湿性物质吸收水分，导致电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定湿度的级别。
另一种常见的湿度传感器原理是电容式湿度传感器。
它包括两个电极和一个介电体。
当空气中的湿度发生变化时，介电体的相对湿度也会发生变化，从而导致电容值的变化。
通过测量电容值的变化，可以确定湿度的级别。
二、湿度传感器类型湿度传感器根据其工作原理和应用领域的不同，可以分为多种类型。
1. 电阻式湿度传感器：如上所述，电阻式湿度传感器利用感湿性物质吸湿引起的电阻值变化来测量湿度。
它们通常具有较低的成本和较高的灵敏度，广泛应用于室内环境控制领域。
2. 电容式湿度传感器：电容式湿度传感器利用介电体的相对湿度变化来测量湿度。
它们通常具有较高的精度和稳定性，适用于气象预报和工业应用等领域。
3. 表面声波湿度传感器：表面声波湿度传感器使用压电材料和声表面波的特性来测量湿度。
它们具有快速响应和高精度的特点，常用于气象和气候研究领域。
4. 光纤湿度传感器：光纤湿度传感器利用光学原理来测量湿度。
它们具有较高的灵敏度和稳定性，用于环境监测和农业应用等领域。
三、湿度传感器的应用湿度传感器在许多领域中都有广泛应用。
1. 气象预报：湿度传感器是气象仪器中的关键组成部分。
通过测量和监测湿度，能够更准确地预测天气情况，包括降雨量、雾霾状况等。
2. 农业：湿度传感器在农业中起着重要作用。
它们可以帮助农民控制温室和灌溉系统，确保农作物在适宜的湿度条件下生长。
传感器技术及应用：湿度传感器
湿度传感器
图4-9 婴儿尿湿报警器电路原理图
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湿度传感器
内容二 尿湿报警器的制作与调试 1. 制作准备 制作婴儿尿湿报警器所需元器件清单见表4-1。
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湿度传感器 32
湿度传感器
2. 制作、调试过程 (1) 制作湿度传感器。 (2) 设计电路布局图。 (3) 焊接元器件。 (4) 检查。焊接完成后先自查，后请教师检查。 (5) 通电并调试电路。
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湿度传感器
4. 红外吸收法 水分对波长为1.94 μm的红外射线吸收较强，并且可用几 乎不被水分吸收的1.81 μm波长作为参比。由上述两种波长的 滤光片对红外光进行轮流切换，根据被测物对这两种波长的 能量吸收的比值便可判断含水量。
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湿度传感器
5. 微波吸收法 水分对波长为1.36 cm附近的微波有显著的吸收现象，它 比植物纤维对此波段的吸收要大几十倍。利用这一原理可构 成测木材、烟草、粮食、纸张等物质中含水量的仪表。采用 微波法要注意的是被测物料的密度对检测结果的影响。使用
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湿度传感器
图4-12 敦煌莫高窟壁画
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湿度传感器
本任务所使用的是AM1001湿度传感器模块，可以从网 上购买。湿度传感器模块是相对湿度传感器与电路一体化的 产品，如图4-13所示。
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湿度传感器
图4-13 AM1001湿度传感器模块
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湿度传感器 41
湿度传பைடு நூலகம்器
本任务要制作的电路实物图如图4-14所示，从电池正极 出来首先接三端稳压块7805，从7805出来后接AM1001的黄 色引线，黄色引线后接LED，其中AM1001的红、黑线分别 接电源正负极。
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内容二
温湿度传感器的工作原理
温湿度传感器的工作原理一、引言在现代生活中，温湿度传感器作为一种重要的传感器设备，广泛应用于各个领域。
它可以测量周围环境中的温度和湿度，并将这些数据转化为可供人们理解的电信号。
本文将详细介绍温湿度传感器的工作原理及其应用。
二、温湿度传感器的分类根据工作原理和测量范围，温湿度传感器可以分为多种类型。
常见的包括电容传感器、电阻传感器、半导体传感器和压电传感器等。
1. 电容传感器电容传感器利用物质在不同温度和湿度下的电介质常数变化来测量温湿度。
当温度或湿度改变时，电容传感器中的电介质常数将发生变化，从而改变电容的值。
2. 电阻传感器电阻传感器使用电阻材料的导电性随温度和湿度的变化而改变的特点，通过测量电阻的变化来反映温湿度。
其中，热敏电阻和湿敏电阻是应用较为广泛的两种类型。
3. 半导体传感器半导体传感器利用半导体材料的电导率随温度和湿度的变化而发生改变的特性，通过测量电导率的变化来确定温湿度。
硅芯片和有机薄膜晶体管是常见的半导体温湿度传感器。
4. 压电传感器压电传感器基于压电材料的特性来测量温湿度。
压电材料在受到外力作用时会产生电荷，从而与温湿度变化相对应。
压电陶瓷和压电薄膜是常见的压电温湿度传感器。
三、温湿度传感器的工作原理温湿度传感器的工作原理可以简单概括为“测量物理量→转化为电信号→输出数据”。
具体来说，温湿度传感器通过与周围环境接触，感知温度和湿度的变化，并将这些物理量转化为电信号，最终输出相应的数据。
以电容传感器为例，其工作原理是通过测量电容的变化来反映温湿度。
电容传感器由两个平行的电极组成，中间夹层是电介质材料。
当受到温度或湿度的影响时，电介质常数会发生变化，从而导致电容值的改变。
电容传感器通过测量电容的变化来计算温湿度。
四、温湿度传感器的应用领域温湿度传感器广泛应用于生活和工业领域。
1. 室内环境监测温湿度传感器常用于室内温湿度的监测和调控，例如家庭空调系统、恒温恒湿系统等。
2. 农业和温室管理温湿度传感器对农作物的生长和发展至关重要。
湿度传感器的工作原理
湿度传感器的工作原理湿度传感器是一种能够测量空气中湿度的装置。
它在许多领域都有广泛的应用，如气象预报、农业、温室控制、工业生产等。
那么，湿度传感器是如何工作的呢？湿度传感器的工作原理可以简单概括为通过测量湿度对某些物理或化学性质的影响来确定湿度的变化。
其中最常用的原理有电容、电阻和阴离子导电。
电容式湿度传感器利用空气中的湿度改变材料的电容值来测量湿度。
这种传感器通常由两个平行的电极组成，之间填充有一种湿度敏感的材料。
当空气中的湿度改变时，这种材料的电容值也会发生变化。
通过测量电容值的变化，我们就可以推算出空气中的湿度。
电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的影响来测量湿度的。
这种传感器通常由一根导电性很好的材料制成，其表面覆盖有一层湿度敏感的聚合物。
当湿度改变时，聚合物的电阻值也会随之变化。
通过测量电阻值的变化，我们就可以确定空气中的湿度。
阴离子导电湿度传感器则是利用湿度对材料导电性的影响来测量湿度的。
这种传感器通常由一根导电性很好的材料制成，其表面涂覆有一层湿度敏感的物质。
当湿度改变时，湿度敏感物质会释放出一些带负电的离子，从而改变材料的导电性。
通过测量材料的电导率的变化，我们就可以得知空气中的湿度。
除了以上几种常见的工作原理，还有其他一些特殊的湿度传感器，如光学湿度传感器、热容湿度传感器等。
这些传感器利用不同的物理或化学原理来测量湿度，各有其特点和适用范围。
总的来说，湿度传感器的工作原理可以根据不同的设计和应用需求而有所差异，但核心思想是利用湿度对某些物理或化学性质的影响来测量湿度的变化。
通过测量这些变化，我们可以得到准确的湿度数据，进而用于各种领域的应用。
湿度传感器的工作原理的研究和应用对于提高气象预报的准确性、农业的生产效益、工业生产的稳定性等方面有着重要的意义。
随着科技的不断进步，湿度传感器的精度和稳定性也在不断提高，为各行各业的发展提供了有力的支持。
希望在未来，湿度传感器能够更好地满足人们对湿度测量的需求，为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。
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湿度传感器的原理、分类、特点特性、参数及其应用
人类的生存和社会活动与湿度密切相关。
随着现代化的发展，很难找出一个与湿度无关的领域来。
由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。
从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同．其性能和技术指标（像精度方面）有很大差异，因而价格也相差甚远。
对使用者来说，选择湿度传感器时，首先要搞清楚需要什么样的传感器；在自己的财力允许的情况下选购何种档次的产品，权衡好需要与可能的关系，不至于盲目行事。
从我们与用户的来往来看，觉得有以下几个问题值得注意。
湿度传感器的原理水分子亲和力型湿度传感器，是利用水分子有较大的偶极矩，因而易于吸附在固体表面并渗透到固体内部的特性（成为水分子亲和力）制成的湿度传感器，其测量原理在于感湿材料吸湿或脱湿过程改变其自身的性能从而构成不同类型的湿度传感器。
非水分子亲和力型湿度传感器，主要的测量原理有：利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度；利用微波在含水蒸汽的空气中传播，水蒸汽吸收微波使其产生一定的能量损耗，传输损耗的能量与环境空气中的湿度有关以此来测定湿度；利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线来测定空气中的湿度。
湿度包括气体的湿度和固体的湿度。
气体的湿度是指大气中水蒸气的含量，度量方法有绝对湿度，即每立方米气体在标况下（0℃，1大气压）所含有的水蒸气的重量，即水蒸气密度；相对湿度，即一定体积气体中实际含有的水蒸气分压与相同温度下该气体所能包含的最大水蒸气分压之比；或含湿量，即每㎏干空气中所含水蒸气的质量。
其中相对湿度是最常用的。
固体的湿度是物质中所含水分的百分数，即物质中所含水分的质量与其总质量之比。
利用水分子有较大的偶极矩，因而易于吸附在固体表面并渗透到固体内部的特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型湿度传感器，其测量原理在于感湿材料吸湿或脱湿过程改变其自身的性能从而构成不同类型的湿度传感器；把与水分子亲和力无关的湿度传感器称为。