湿敏传感器在各方面的应用

合集下载

湿敏电阻传感器-概述

湿敏电阻传感器-概述

湿敏电阻传感器概述
湿敏电阻传感器概述
湿敏电阻传感器又名为电阻型高分子湿度传感器,简称湿敏电阻,是一种新型的湿度敏感元件同时是湿度传感器的一种。

也是我们日常中说的湿度传感器。

它采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬底上,形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件,导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率。

一、特点:
具有体积小,感湿范围宽,响应速度快,抗污染能力强,抗结露,灵敏度高,性能稳定可靠,性价比高,低漂移、高精度、一致性好等特点。

二、适用范围:
电子、纺织、仓储、烟草、制药、气象、医疗设备等行业;
电子万年历、温湿度表、加湿器、除湿机、空调、微波炉、玩具及工艺品,以及其他需湿度测量的场所等产品。

湿敏电容传感器的应用实验

湿敏电容传感器的应用实验

湿敏电容传感器的应用实验1.掌握电容传感器的基本测量电路;2.掌握湿敏电容的用法;3.熟悉传感器频率信号输出的用法。

1.分析电容传感器测量电路的原理;2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路;3.软件观测湿度变化时输出信号的变化情况;4.记录实验波形数据并进行分析。

1.开放式传感器电路实验主板;2.湿敏电容湿度测量模块;3.万用表、湿度计、一个装有干燥剂圆形底座;4.跳线若干。

湿度是指空气中所含有的水蒸气量。

空气的潮湿程度,一般多用相对湿度概念,即在一定温度下,空气中实际水蒸气压与饱和水蒸气压的比值(用百分比表示),称为相对湿度(用RH 表示)。

其单位为%RH。

湿敏传感器种类较多,根据水分子易于吸附在固体表面渗透到固体内部的这种特性(称水分子亲和力),湿敏电容传感器可以分为水分子亲和力型和非水分子亲和力型,本实验采用的是电容式湿度传感器。

电容式湿度传感器,在电路构成中等效于一个电容器件,其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。

如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接收的信号,常用2种方法:一是将该湿敏电容置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中,所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D转换为数字信号;另一种是将该湿敏电容置于555振荡电路中,将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号,可直接被计算机所采集。

电容传感器与555定时器构成的非稳态振荡电路如图2-1所示,它是典型的555非稳态电路。

555必须为CMOS型定时器。

湿敏电容CT接在555的2脚(TRI)和6脚(THR)上,R3起输出短路保护作用。

引脚7连接于电阻R4与R2之间,这样充电支路为R4,R2,CT ,放电支路为CT ,R2。

图2-1 电容传感器简易测量电路当电源VCC 接通时,CT 两端的电压V c =0,定时电路处于置位状态,由VCC 通过R 2与R 4对变量电容CT 充电,当V c 达到门限电压(23⁄VCC ) 时,定时电路翻转为复位状态,CT 通过R 2向555内部的放电管放电,当V c 降低到触发电平(13⁄VCC )时,定时电路又翻转为置位状态,CT 开始充电,这样周而复始,形成振荡。

陶瓷湿敏传感器的应用

陶瓷湿敏传感器的应用

陶瓷湿敏传感器的应⽤湿敏电阻器的应⽤湿敏电阻器⼴泛应⽤于洗⾐机、空调器、录像机、微波炉等家⽤电器及⼯业、农业等⽅⾯作湿度检测、湿度控制⽤。

湿敏传感器已经⼴泛地⽤于⼯业制造、医疗卫⽣、林业和畜牧业等各个领域。

在家⽤电器中⽤于⽣活区的环境条件监控、⾷品烹调器具和⼲燥机的控制等等。

表8.1中列出了陶瓷湿敏传感器的主要应⽤领域,以及它们的⼯作温度和可测控的湿度范围。

陶瓷湿敏传感器的有潜⼒的应⽤对象是家⽤空调器、微波炉、防⽌视频录像机的受潮以及⼀些其他家⽤电器。

在种植业的暖房中,最佳的蔬菜⽣长条件不仅使植物的⽣长和成熟周期缩短了,⽽且通过湿度的调节可以防⽌有害病变的发⽣。

在许多⼯业领域中需要进⾏⼲燥处理,通过控制相对湿度的⽅法,可以保持最佳的⼲燥条件,因⽽可以在节约能耗的条件下,确保被⼲燥产品的质量⼀致性。

⾷品味道的改变在很⼤程度上与其中⽔份含量有关,控制⽔份含量就能保持所⽣产⾷品的质量。

在⾷品制造⼯业中,对⽣产线的在线过程全都需要对⽔份含量进⾏监测。

湿敏传感器同样也⽤于电⼦⼯业。

在⽣产⼯艺过程中必须对静电事故给予特别的关注。

静电电荷的数量与湿度有直接关系,出于这个原因,在电⼦⼯业中必须将湿度调控在⼀个特定的范围内。

表8.1陶瓷湿敏传感器的应⽤在⼴泛使⽤湿度传感器时,也必须考虑到,传感器需要和测量电路连接使⽤,所以,对电路也要求能在⾜够宽的湿度和环境温度范围内保持⾼精度和⾼稳定性。

8.1.1 连接陶瓷湿敏传感器的测量电路利⽤陶瓷传感器来测量湿度的⽅法有以下特点。

传感器在低湿度时电阻很⼤,并与湿度是⼀种指数关系。

此外,在相对湿度从0%~100%的区间内,电阻可能变化3~6个数量级。

由于⼤多数陶瓷湿敏传感器具有极化现象,所以还需要对电源频率有⼀定的要求。

直流电桥电路虽然可以保证⾼精度,并且可以补偿⼀些⼲扰因素,但在这⾥是不适⽤的。

为消除极化效应,必须要⽤交流电源测量,所以陶瓷湿敏传感器的测量只能选⽤适当的交流电桥,并且必须同时⼀起考虑传感器的⼆个参数——阻抗和容抗的变化,因为正如在第三章中已阐明的那样,传感器的等效电路是由并联的电阻和电容构成的。

湿敏传感器的原理与应用

湿敏传感器的原理与应用

湿敏传感器的原理与应用1. 引言湿敏传感器是一种常见的电子元件,能够感知周围环境的湿度变化,并将其转化为电信号输出。

湿敏传感器的原理与应用广泛,被广泛应用于工业领域、家用电器控制、气候监测等领域。

本文将介绍湿敏传感器的工作原理以及其应用场景。

2. 湿敏传感器的工作原理湿敏传感器的工作原理基于材料的湿度敏感性,当环境湿度发生变化时,其电阻值也会相应改变。

湿敏传感器通常由两个电极间隔一个可以吸湿的电介质组成。

当环境湿度升高时,电介质吸湿,导致电极之间的电阻值减小;相反,当环境湿度降低时,电介质的脱湿导致电极间的电阻值增加。

3. 湿敏传感器的应用场景湿敏传感器可以应用于各个领域,以下列举了几个常见的应用场景:•工业领域–空气调节和湿度控制:湿敏传感器可用于工厂的空调系统和湿度调节装置,实现自动湿度控制,提高生产效率。

–湿度计和报警系统:湿敏传感器可用于监测工业环境中的湿度,并在湿度超出预定范围时发出警报,保证生产质量和安全。

•家用电器控制–空气净化器:湿敏传感器可以监测室内空气中的湿度,根据湿度变化自动调节净化器的运行模式,提供更加舒适的环境。

–墙面湿度控制:湿敏传感器安装在墙壁上,监测室内湿度,当湿度超过设定值时,自动启动除湿装置。

•气候监测–温室控制:湿敏传感器可用于温室中的湿度控制,根据湿度变化自动开启/关闭喷雾系统,为植物提供适宜的生长环境。

–水域监测:湿敏传感器可用于监测水域中的湿度,及时发现水体污染情况。

•医疗领域–呼吸器患者监测:湿敏传感器可用于监测患者的呼吸湿度,辅助医生判断患者的健康状况。

•农业领域–农作物灌溉:湿敏传感器可以监测土壤湿度,根据湿度变化自动控制灌溉系统,提供适宜的水分供给。

4. 湿敏传感器的优势和不足•优势–灵敏性高:湿敏传感器对湿度变化非常敏感,能够在短时间内实时检测到湿度的变化。

–高精度:湿敏传感器能够提供较为精确的湿度测量结果。

–低功耗:湿敏传感器通常采用低功耗设计,提高使用寿命。

湿敏电阻式传感器的用途

湿敏电阻式传感器的用途

湿敏电阻式传感器的用途湿敏电阻式传感器是一种用于测量环境湿度的传感器。

它是由一种特殊的材料制成的,当材料中含有水分时,其电阻值会发生变化,进而通过测量电阻值的变化来反映环境的湿度水平。

湿敏电阻式传感器使用广泛,以下是其主要用途的详细介绍。

1. 家用电器湿敏电阻式传感器常被用于家用电器中,如空调、除湿机、加湿器等,用于监测并控制设备工作环境的湿度。

通过湿敏电阻式传感器,这些电器可以实时感知环境湿度的变化,并根据需要自动调整工作状态,以提供更加舒适的使用体验。

2. 农业领域湿敏电阻式传感器在农业领域中的应用广泛。

农田灌溉系统中,湿敏电阻式传感器可用于测量土壤湿度,以判断灌溉水的需求量。

此外,湿敏电阻式传感器还可用于温室和植物生长环境的监测,及时掌握环境湿度变化,为农作物生长提供良好的湿度条件。

3. 医疗健康在医疗健康领域,湿敏电阻式传感器也有一定的应用。

例如,可以将湿敏电阻式传感器嵌入护理床垫中,用于监测患者的出汗情况,通过分析湿敏电阻值的变化,来判断患者的身体健康状况。

此外,湿敏电阻式传感器还可用于制作一些特殊的医用设备,如呼吸机,用于监测呼吸气中的湿度,以确保患者得到安全有效的治疗。

4. 工业制造在工业制造领域中,湿敏电阻式传感器被广泛应用于湿度控制系统中。

例如,湿敏电阻式传感器可以被安装在生产线上,监测生产环境中的湿度变化,并根据实时数据自动调整设备的工作状态,保证生产环境的湿度在适宜的范围内。

此外,湿敏电阻式传感器还可用于控制一些对湿度要求较高的工艺过程,如涂装、干燥等。

5. 环境监测湿敏电阻式传感器在环境监测领域中也有着重要的应用。

例如,可以将湿敏电阻式传感器布置在城市空气湿度监测站中,用于监测城市空气中的湿度情况,为城市空气质量检测提供重要的数据参考。

此外,湿敏电阻式传感器还可用于监测室内环境湿度,为室内空气质量改善提供数据支持。

综上所述,湿敏电阻式传感器具有广泛的应用领域,包括家用电器、农业、医疗健康、工业制造和环境监测等。

湿敏传感器的工作原理

湿敏传感器的工作原理

湿敏传感器的工作原理介绍湿敏传感器是一种能够测量周围环境湿度的传感器。

它在许多领域中都有广泛的应用,包括气象、农业、工业等。

本文将详细介绍湿敏传感器的工作原理及其应用。

传感器分类湿敏传感器根据其工作原理可以分为电容式湿敏传感器和电阻式湿敏传感器两类。

电容式湿敏传感器电容式湿敏传感器是利用介质的湿度变化来改变电容的传感器。

其基本结构由两个电极和一个可吸湿的介质组成。

当介质吸湿时,介质中的水分分子会与电极之间的电场相互作用,导致电容值的变化。

通过测量电容值的变化,可以确定周围环境的湿度。

电阻式湿敏传感器电阻式湿敏传感器是利用介质的湿度变化来改变电阻的传感器。

其基本结构由一个感湿元件和一个电阻元件组成。

感湿元件通常是由一种湿敏材料制成,当湿度增加时,感湿材料会吸湿膨胀,导致电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化,可以确定周围环境的湿度。

工作原理湿敏传感器的工作原理可以用以下几个步骤来描述:1.湿度感知:湿敏传感器通过感湿元件或介质来感知周围环境的湿度。

感湿元件的物理性质会随着湿度的变化而变化,从而产生相应的电信号。

2.信号转换:湿敏传感器将感知到的湿度转换为电信号。

对于电容式湿敏传感器,湿度的变化会导致电容值的变化,进而产生电信号。

对于电阻式湿敏传感器,湿度的变化会导致电阻值的变化,进而产生电信号。

3.信号处理:湿敏传感器会对转换后的电信号进行处理,以便更好地反映周围环境的湿度。

信号处理可以包括放大、滤波、校准等操作。

4.输出结果:最终,湿敏传感器会将处理后的电信号转换为人们可以理解的形式,例如湿度的百分比或者电压值。

这样,人们就可以通过读取传感器的输出结果来了解周围环境的湿度情况。

应用领域湿敏传感器在许多领域中都有广泛的应用,以下是一些常见的应用领域:•气象观测:湿敏传感器可以用于测量大气中的湿度,为气象预报和气候研究提供数据支持。

•农业领域:湿敏传感器可以用于农田的灌溉控制,根据土壤湿度的变化来自动控制灌溉系统的运行,提高农作物的产量和质量。

气敏、湿敏电阻传感器的应用


酒精传感器的选择性
广东机电职业技术学院------传感器及应用 传感器及应用 广东机电职业技术学院
防止酒后驾车控制器原理
防止酒后驾车控制器原理电路如图10-16所示。 图中 所示。 图中QM-J1为酒敏元件。 若司机 为酒敏元件。 防止酒后驾车控制器原理电路如图 所示 没喝酒, 在驾驶室内合上开关S,此时气敏器件的阻值很高, 为高电平, 没喝酒, 在驾驶室内合上开关 ,此时气敏器件的阻值很高,Ua为高电平, U1为 低电平, 为高电平, 继电器K 线圈失电,其常闭触点K 闭合, 低电平,U3为高电平, 继电器 2线圈失电,其常闭触点 2-2闭合,发光二极管 VD1通,发绿光, 能点火启动发动机。 发绿光, 能点火启动发动机。
广东机电职业技术学院------传感器及应用 传感器及应用 广东机电职业技术学院
传感器的阻值随温度、 (2) 温湿度特性: SnO2传感器的阻值随温度、 湿度上 ) 温湿度特性: 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外, 升而有规律地减小。 因此除尽量保持恒温、 恒湿外, 其有效 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 措施是选用温湿度特性好的气敏元件及在电路中进行温湿度 补偿。 补偿。 初期恢复特性及初期稳定特性: (3) 初期恢复特性及初期稳定特性: 经短期存放再通 电时,传感器电阻值有短暂的急剧变化(减小),这一特性称 电时,传感器电阻值有短暂的急剧变化(减小),这一特性称 ), 为初期恢复特性,它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 为初期恢复特性,它与元件种类、存放时间及存放环境有关。 存放时间愈长,初期恢复时间亦愈长,存放7~15天后的初期 存放时间愈长,初期恢复时间亦愈长,存放7 15天后的初期 恢复时间一般约在2 min之内 之内。 恢复时间一般约在2~5 min之内。

湿敏电阻传感器原理图

湿敏电阻传感器原理图
摘要:湿敏电阻是一种阻值随环境相对湿度的变化而变化的敏感元件。

1、工作原理湿敏电阻式传感器主要由感湿层3、电极4和具有一定机械强度的绝缘基片2组成,如图1所示。

感湿层在吸收了环境中的水分后引起两电极间电阻值的变化,这样就将相对湿度的变化转换成电阻值的变化。

图1湿敏电阻结构示意图2、湿敏电阻式传感器的应用湿敏电阻器广泛应用于洗衣机、空调器、录像机、微波炉等家用电器及工业、农业等方面作湿度检测、湿敏电阻是一种阻值随环境相对湿度的变化而变化的敏感元件。

1、工作原理
湿敏电阻式传感器主要由感湿层3、电极4和具有一定机械强度的绝缘基片2组成,如图1所示。

感湿层在吸收了环境中的水分后引起两电极间电阻值的变化,这样就将相对湿度的变化转换成电阻值的变化。

图1湿敏电阻结构示意图
2、湿敏电阻式传感器的应用
湿敏电阻器广泛应用于洗衣机、空调器、录像机、微波炉等家用电器及工业、农业等方面作湿度检测、湿度控制用。

如图2所示,是湿度检测器电路原理图。

图2湿度检测器电路原理图
图2所示电路中,由555时基电路、湿度传感器CH等组成多谐振荡器,在振荡器的输出端接有电容器C2,它将多谐振荡器输出的方波信号变为三角波。

当相对湿度变化时,湿度传感器CH的电容量将随着改变,它将使多谐振荡器输出的频率及三角波的幅度都发生相应的变化,输出的信号经VD1,VD2整流和C4滤波后,可从电压表上直接读出与相对湿度相应的指数来。

Rp电位器用于仪器的调零。

湿敏传感器用途

湿敏传感器用途湿敏传感器是一种能够检测和测量环境湿度的装置,被广泛应用于各个领域中。

它通过感知湿度的变化,将湿度信号转化为电信号,从而实现对湿度的监测和控制。

湿敏传感器具有灵敏度高、响应速度快、精度高等特点,因此在许多行业中都有重要的用途。

在气象领域中,湿敏传感器被广泛应用于气象站和气象观测设备中。

通过监测湿度的变化,可以获取到空气中的水分含量信息,从而预测天气状况、气候变化等。

湿敏传感器的高精度和快速响应能力,可以提供准确的湿度数据,为气象预测和气候研究提供重要的参考依据。

在农业领域中,湿敏传感器被广泛应用于农作物的生长环境监测和控制中。

湿敏传感器可以实时监测土壤湿度,从而帮助农民合理安排灌溉和施肥。

通过合理控制土壤湿度,可以提高农作物的产量和品质,减少水资源的浪费,实现农业的可持续发展。

在工业生产中,湿敏传感器也发挥着重要的作用。

许多工业生产过程中需要控制湿度,以保证产品的质量和生产效率。

湿敏传感器可以实时监测生产环境中的湿度变化,并通过自动控制系统进行湿度调节,从而确保产品的质量和稳定性。

例如,在电子产品的生产中,湿敏传感器可以监测生产车间中的湿度,以避免湿度过高导致电子元件的损坏。

在生活中,湿敏传感器也有一些实用的应用。

例如,在室内环境监测中,湿敏传感器可以监测室内的湿度变化,帮助人们判断室内空气的湿度是否适宜,从而调节空调和加湿器的工作状态,提供舒适的生活环境。

湿敏传感器作为一种能够检测和测量环境湿度的装置,在各个领域中发挥着重要的作用。

无论是气象预测、农业生产、工业生产还是日常生活,湿敏传感器都能够提供准确的湿度数据,帮助人们实现对湿度的监测和控制。

随着科技的不断发展,湿敏传感器的应用领域将会越来越广泛,为我们的生活带来更多的便利和舒适。

3.3湿敏传感器


一、湿度表示法 空气中含有水蒸气的量称为湿度,含有水蒸气的空气是一 种混合气体。主要有质量百分比和体积百分比、相对湿度和 绝对湿度、露点(霜点)等表示法。 1、质量百分比和体积百分比 质量为M的混合气体中,若含水蒸气的质量为m,则质量百 分比为:
m 100% M v 100% V
在体积为V的混合气体中,若含水蒸气的体积为v,则体积百 分比为:
电容—湿度特性 其电容随着环境温度的增加而增 加,基本上呈线性关系。
C/pF 350 (f=1.5MHZ)
300
250 200
0
50
100
相对湿度/%
电容—湿度特性
湿敏电容外形
现了湿度的测量。
2、半导瓷湿敏电阻 利用半导体陶瓷材料制成的陶瓷湿度传感器。具有许多优 点:测湿范围宽;工作温度高;响应时间较短;精度高;抗 污染能力强,工艺简单,成本低廉。
1-ZnO-LiO2-V2O5系 2-Si-Na2O-V2O5系 3-TiO2-MgO-Cr2O3系
2、半导瓷湿敏电阻 利用半导体陶瓷材料制成的陶瓷湿度传感器。具有许多优 点:测湿范围宽;工作温度高;响应时间较短;精度高;抗 污染能力强,工艺简单,成本低廉。 (1)结构
108 107
106
105 104
103
0
R(Ω)
RH(%) 20 40 60 80 100 120
3、湿敏电容
电容式高分子湿度传感器,其上部多孔质的金电极可使 水分子透过,水的介电系数比较大。感湿高分子材料的介
电常数并不大,当水分子被高分子薄膜吸附时,介电常数 发生变化。所以根据电容量的变化可测得相对湿度。
绝对湿度表示单位体积内,空气里所含水蒸气的质量,其定 义为: m ——待测空气中水蒸气质量; m v V ——待测空气的总体积; V ρv——待测空气的绝对湿度。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

湿敏传感器在各方面的应用【引言】ROTRONIC暖通净化工程用温湿度传感器:罗卓尼克公司自1967年开始研发湿度传感器,产品经过多年来的经验积累和技术改进,已经成为全球领先的湿度测量专家。

产品具有高精度和高可靠性等特点,具有竞争力的价格及灵活的组合式解决方案,深受诸多用户喜爱,在各种场合得以广泛应用。

ROTRONIC全部产品都在瑞士总部进行研发和制造,工厂拥有一流的校准实验室,ISO9001-2000质量认证。

在全球有很多分公司和有丰富经验的代理商。

ROTRONIC自1965年一直致力于温湿度测量产品的研发制造。

为了能在多种应用中,以最具竞争力的价格为客户提供更高精度、更灵活的产品,从传感器进入市场以来,ROTRONIC从未间断过对它的改进,并一直采用最佳质材料和最先进的生产技术。

ROTRONIC 全部产品都在瑞士总部研发制造(ISO9001:2000)。

ROTRONIC公司具备瑞士国家级校准服务SCS实验室(SCS065)和世界顶级的传感器设计专家和团队。

直到今天,在市场上所有可以测量和 200°C环境的湿度传感器中,传感器仍有着最为广泛的应用。

作为具有多年经验的湿度测量专家,ROTRONIC为客户提供最佳性能的OEM产品和最高性价比的温湿度解决方案,同时也为客户提供维修和校准服务。

同时ROTRONIC正为未来的传感器市场份额奋斗、打拼。

【工作原理介绍】一、工作原理湿敏随着时代的发展,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。

1 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:1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

1.5 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、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。

四、用户选用须知用户选用温湿度传感传感器时,应该对供货单位或供货厂家有所了解,由于湿度传感器一般用户难以进行检测,没有标准的湿度检测设备,所以应考察生产厂家的生产设施和生产许可证,特别是生产厂家无正规的检测设备(一般温湿度检测设备约百万元左右),没有正规检测设备如何能生产出合格的产品?这是购买温湿度传感器应特别注意的地方。

总之,人们使用湿度传感器的时间越长,认识就会越深入和全面。

同时,也对产品提出新的要求,这给产品带来了新的机遇,推动这项技术不断向新的高度发展。

我们相信,湿度传感器产品会在应用领域发挥越来越重要的作用。

元件是最简单的湿度传感器。

湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。

当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。

电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH,这比干湿球测湿精度高。

湿敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境湿度时,湿敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。

这方面没有干湿球测湿方法好。

下面对典型的电阻式氯化锂湿度传感器进行简单的介绍。

电阻式氯化锂湿度计氯化锂湿度传感器第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的研制出来的。

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 。

【技术性能分析】近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。

湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。

集成湿度传感器的测量范围一般可达到0~100%。

但有的厂家为保证精度指标而将测量范围限制为10%~95%。

设计 3.3V低压供电的湿度/温度测试系统时,可选用SHT11、SHT15传感器。

这种传感器在测量阶段的工作电流为550μA,平均工作电流为28μA(12位)或2μA(8位)。

上电时默认为休眠模式(SleepMode),电源电流仅为0.3μA(典型值)。

测量完毕只要没有新的命令,就自动返回休眠模式,能使芯片功耗降至最低。

此外,它们还具有低电压检测功能。

当电源电压低于 2.45V±0.1V时,状态寄存器的第6位立即更新,使芯片不工作,从而起到了保护作用。

国外生产湿敏电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。

以Humirel 公司生产的SH通测仪器1100型湿敏电容为例,其测量范围是(1%~99%)RH,在55%RH 时的电容量为180pF(典型值)。

相关文档
最新文档