第五章湿度传感器
湿度传感器
mV—被测气中 水蒸气的质量
2.相对湿度(RH)是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压
的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。 当相对湿度达100%时，称饱和状态。通常用“RH”表示。 例如：20%RH，则表示空气相对湿度为20%。
RH=(V/W)T100% 露点也能反映相对湿度
1.湿度及湿度传感器的特性
1.3 湿敏元件的主要特性参数
1.湿度量程
电阻、电容、电压、 频率等 理想情况：0~100%RH；一般情况：5~95%RH。 一般要求：全量程连续、 2.感湿特性曲线 线性、斜率适当。
感湿特征量：湿度变化所引起的传感器的输出量。 感湿特性曲线：感湿特征量与环境湿度关系。 即感湿范围。
湿度传感器
湿度传感器
湿度 电信号（电阻、电容等）
1 湿度及湿度传感器的特性 2 湿度传感器的分类 3 湿度传感器的应用 4 湿度传感器的发展方向
1.湿度及湿度传感器的特性
1.1 湿度的定义及其表示方法
1.绝对湿度(V)是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中
所含水汽的质量(克数)。
V=mV/V (mg/m3)
5.湿度温度系数——感湿特性曲线随温度变化特性
C2 C1 100%/ oC C1T
湿敏元件吸湿和脱湿响应时间不同
电解质型：以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作 一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。氯化锂极易潮 解，并产生离子导电，随湿度升高而电阻减小。 陶瓷型：一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工 艺，制成一种多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值 对空气中水蒸气的敏感特性而制成。 高分子型：先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极, 通过浸渍或涂覆,使其在基板上附着一层有机 高分子感湿膜。有机高分子的材料种类也很多, 工作原理也各不相同。 单晶半导体型：所用材料主要是硅单晶，利用半 导体工艺制成。制成二极管湿敏器件MOSFET 湿度敏感器件等。其特点是易于和半导体电路 集成在一起。
第五章 电子功能与元器件湿敏器件的基本特性
三、湿度测量的方法
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知识点
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名词解释： 1.绝对湿度 2.相对湿度 简单题： 1. 表征湿度的方法有哪些？如何测量大气的相对湿 度？
第五章 湿度敏感器件
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第五章 湿度敏感器件
5-2 湿度器件的基本特性
主要内容
1、湿度量程
2、感湿特征曲线 3、感湿灵敏度 4、特征量温度系数 5、响应时间
人的头发有一种特性，它吸收空气中水汽的多少是随相对湿 度的增大而增加的，而毛发的长短又和它所含有的水分多少有关。 利用这一变化即可制造毛发湿度计。用酒精等物将毛发洗净除油 脂，以毛发十根为一束装置在容器中，利用杠杆原理，扩大它的 伸缩藉指针直接在刻度板上指出湿度。另有一种是将头发的一端 固定，而另一端挂一小砝码，为能够看清楚头发长短的变化起见， 而将头发绕过一个滑轮，同时在滑轮上安一长指针。由于砝码本 身的重量作用，而使头发紧紧地压在滑轮上。当头发伸长时，滑 轮就作顺时针方向转动，并带动指针沿弧形向下偏转，而当头发 缩短时，指针则向上转动。设空气完全干燥时，指针所指的位置 为0。空气中水蒸汽达到饱和状态时，指针所指的地方算作100， 再用干湿球湿度计和它相核对，刻出度数，这样就可直接测出空 气的相对湿度了。毛发湿度计的优点是构造简单，使用方便，唯 一的缺点是不够准确。
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2、植物生长
由于大棚内土壤的蒸发和蔬菜的蒸 腾作用，使棚内的湿度明显地高于露地。 就蔬菜的生长发育而言，适宜的相对空 气湿度白天为 35% 左右，夜间为 83% 左右。
一、湿度测量的意义
三、物质储存
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在常温下，粮食的水分在 13-14 ％以下时，粮食和微生物 的呼吸作用都很弱，粮食中的水分增加，微生物的呼吸强度也 随之迅速增强，使粮食发热升温。因此，为了保证粮食的质量， 同时也为了防止粮食自燃起火，有必要对粮食内部的温度、湿 度实行分层分点检测，一旦发现有升温、过湿现象，就必须立 即采取通风散热或翻堆、翻仓等措施。
湿度传感器的分类和特性ppt课件
结露传感器的特点 ： 呼应时间短，体积较小，对高湿快速敏感。它的吸湿作用不在湿敏膜的外表，而在其内 部，这就使它的特性不受灰尘和其他气体对其外表污染的影响，因此长期稳定性好，可 靠性高，且不需加热解毒，能在直流电压下任务。
结露传感器普通不用于测湿，而作为提供开关信号的结露信号器，用于自动控制或报警， 主要用于磁带录像机、照相机和高级轿车玻璃的结露检测及除露控制。
〔8〕互换性 湿度传感器的一致性和互换性差。当运用中湿度传感器被损坏，那么有时即使换上同一型号的 传感器也需求再次进展调试。
综上所述，一个理想的湿度传感器应具备以下性能和参数： ① 运用寿命长，长期稳定性好。 ② 灵敏度高，感湿特性曲线的线性度好。 ③ 运用范围宽，感湿温度系数小。 ④ 呼应时间短。 ⑤ 湿滞回差小，丈量精度高。 ⑥ 能在有害气氛的恶劣环境下运用。 ⑦ 器件的一致性、互换性好，易于批量消费，本钱低。 ⑧ 器件的感湿特征量应在易测范围以内。
1．湿度的表示方法
狭义的湿度是指空气中水汽的含量，常用绝对湿度、相对湿度和露点〔或露点温度〕等来 表示。 〔1〕绝对湿度 绝对湿度是指在一定温度及压力条件下，单位体积待测气体中含水蒸气的质量，即水蒸气 的密度，其数学表达式为
Ha
Mv V
式中Mv——待测气体中水蒸气的质量； V ——待测气体的总体积； Ha——待测气体的绝对湿度，单位为g/m3。
MgCr2O4-TiO2湿度传感器的感湿特性曲线如图3-5所示，该湿度传感器的特点是体积小、感湿 灵敏度适中，电阻率低，阻值随相对湿度的变化特性好，丈量范围宽，可丈量0~100%RH，呼 应速度快，呼应时间可小至几秒。
图3-5 MgCr2O4-TiO2湿度传感器的感湿特性曲线
湿度传感器ppt课件
电容式湿度传感器
二、湿度及湿度传感器
1、湿度及其表示方法 2、湿度传感器及其特性参数 3、湿度传感器的分类
1、湿度及其表示方法
❖ 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在 其周围的大气里总是含有或多或少的水汽。
❖ 大气中含有水汽的多少，表示大气的干、
湿程度，用湿度来表示，也就是说，湿度是 表示大气干湿程度的物理量。 ❖ 大气湿度有两种表示方法：绝对湿度与相 对湿度。
2） 感湿特征量—相对湿度特性曲线
❖ 每一种湿敏元件都有其感湿特征量，如电 阻、电容、电压、频率等。
感湿特性曲线
❖ 湿敏元件的感湿特征量随 环境相对湿度变化的关系 曲线，称为该元件的感湿 特征量 —相对湿度特性曲 线，简称感湿特性曲线。
❖ 人们希望特性曲线应当在
全量程上是连续的，曲线
各处斜率相等，即特性曲
❖ 湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一
定比例关系的电量输出的器件式装置。
❖ 主要特性参数有：
①湿度量程 ②感湿特征量 ③灵敏度 ④湿度温度系数 ⑤响应时间 ⑥湿滞回线和湿滞回差
1) 湿度量程
❖ 保证一个湿敏器件能够正常工作所允许环 境相对湿度可以变化的最大范围，称为这 个湿敏元件的湿度量程。
❖ 湿度量程越大，其实际使用价值越大。理 想的湿敏元件的使用范围应当是0－100％ RH的全量程。
❖ 根 据 道 尔 顿 分 压 定 律 ， 空 气 中 压 强 P＝Pa 十 PV(Pa为干空气分压，PV为湿空气气压)和理想状 态方程，又可将相对湿度用分压表示： 相对湿度＝ (PV/PW)×100%RH 式中：PV一待测气体的水汽分压； Pw一 同一温度下水蒸汽的饱和水汽压。
2、湿度传感器及其特性参数
K2O一Fe2O3湿度敏感器件的响应特性曲线
湿度模拟传感器课程设计
湿度模拟传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解湿度的概念，掌握湿度模拟传感器的工作原理；2. 学生能运用所学知识，分析湿度模拟传感器在生活中的应用；3. 学生了解传感器技术的发展趋势及其在智能化领域的地位。
技能目标：1. 学生能正确使用湿度模拟传感器，进行简单的数据采集和实验操作；2. 学生具备设计简单的湿度监测系统的能力，并能对实验数据进行初步分析；3. 学生能通过团队合作，解决实际应用中与湿度传感器相关的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对传感器技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识；2. 学生认识到湿度监测在生活中的重要性，增强环保意识；3. 学生在团队合作中，学会沟通、协作，培养集体荣誉感。
本课程旨在通过湿度模拟传感器的学习，帮助学生掌握基本知识，提高实践操作能力，培养创新意识和团队合作精神。
针对初中年级学生的认知特点，课程注重理论与实践相结合，以学生为主体，激发学生的学习兴趣和探究欲望，使他们在学习过程中获得成就感，增强自信心。
通过本课程的学习，为学生今后的科学素养打下坚实基础。
二、教学内容1. 湿度基础知识：介绍湿度的概念、湿度测量方法以及湿度在生活中的重要性。
- 教材章节：第一章“传感器概述”，第三节“湿度传感器”。
2. 湿度模拟传感器原理：讲解湿度模拟传感器的工作原理、类型及特点。
- 教材章节：第二章“模拟传感器”，第四节“湿度模拟传感器”。
3. 湿度模拟传感器应用：分析湿度模拟传感器在农业、家居、环保等领域的应用案例。
- 教材章节：第三章“传感器应用实例”，第五节“湿度传感器应用”。
4. 实验操作与数据处理：指导学生进行湿度模拟传感器的安装、调试及数据采集，对实验数据进行处理和分析。
- 教材章节：第四章“实验操作”，第六节“湿度模拟传感器实验”。
5. 设计与制作湿度监测系统：引导学生运用所学知识，设计简单的湿度监测系统，并进行制作和调试。
- 教材章节：第五章“传感器系统设计”，第七节“湿度监测系统设计”。
《湿度传感器》PPT课件
深圳市深新晖电子有限公司 湿度传感器
特点： 采用有机高分子材料的一种新型的湿度 敏感元件， 具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强， 无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。 湿度传感元件通过分布在底层电极之上的湿敏高分子， 形成湿度元件的电阻变化导致相关的湿度变化。
要求
掌握：湿度表示法 电解质湿度传感器 陶瓷湿度传感器 高分子湿度传感器
了解：湿度传感器的主要参数 湿度传感器的测量电路
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
湿度传感器的原理及应用论文范文
湿度传感器的原理及应用论文范文一、引言湿度传感器是一种常见的电子传感器，用于测量空气中的湿度水分含量。
它广泛应用于气象、工业、农业等领域，在各个领域都发挥着重要的作用。
本文将介绍湿度传感器的原理以及在不同领域的应用。
二、湿度传感器的原理湿度传感器的原理基于物质吸湿性能的变化。
常见的湿度传感器有电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器两种类型。
2.1 电阻式湿度传感器原理电阻式湿度传感器使用一种湿度敏感材料作为电阻元件，该材料的电阻随湿度变化而变化。
当湿度增加时，湿度敏感材料吸湿膨胀，导致电阻增加；当湿度减少时，湿度敏感材料脱湿收缩，导致电阻减少。
通过测量电阻的变化，可以间接测量湿度的变化。
2.2 电容式湿度传感器原理电容式湿度传感器通过测量电容的变化来间接测量湿度。
传感器由两个电极和一个吸湿材料组成，当空气中的湿度变化时，吸湿材料的含水量发生变化，导致电极之间的电容值发生变化。
传感器测量电容的变化，并转换为相应的湿度值。
三、湿度传感器的应用领域湿度传感器在许多领域中具有广泛的应用。
3.1 气象领域湿度是气象学中一个重要的参数，对天气的变化和气候的研究起着至关重要的作用。
气象领域常用湿度传感器来测量大气中的湿度水分含量，从而预测天气变化、制定农业灌溉计划等。
3.2 工业领域在工业领域中，湿度传感器常用于检测生产环境中的湿度水分含量。
例如，在食品加工过程中，湿度传感器可以帮助控制空气湿度，确保产品的质量和安全性。
在纺织品和木材行业中，湿度传感器可以帮助控制材料的干燥程度，防止发霉和变形。
3.3 农业领域农业领域对于湿度的要求较高，湿度传感器被广泛用于农业自动化系统中。
例如，在温室种植中，湿度传感器可以监测温室内的湿度水分含量，调节温室的通风和灌溉系统，提供适宜的生长条件。
在农田灌溉中，湿度传感器可以测量土壤湿度，帮助合理使用水资源和制定灌溉计划。
3.4 生活领域在生活领域，湿度传感器也有很多应用。
例如，智能家居系统中的湿度传感器可以监测室内湿度，根据湿度的变化调节室内空调系统，提供舒适的生活环境。
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。
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湿度传感器
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基本概念 1、干空气与湿空气（Dry air and Wet air）： 通常把不包含水汽的空气称为干空气，把包 含干空气与水蒸汽的混合气体称为湿空气。 2、绝对湿度(Absolute humidity)： 绝对湿度是指单位体积的湿空气中所包含的 水蒸汽的质量，也就是空气中水蒸汽的密度。一 般用kg/m3或g/m3作单位，即一立方米湿空气中所 含水蒸汽的千克数或克数。
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五、电子式湿度计 1、电阻式湿度传感器 氯化铝薄膜、过氧化铝等电阻率变化。 2、电容式湿度传感器 高分子聚合物膜、氯化锂、水溶性盐、凝胶 状纤维物、炭精粉与过氧化铝混合物等作为电容 器的电介质，介电常数随相对湿度变化。
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电容式湿度传感器结构 用陶瓷基底上的聚 酯材料作为湿度敏感材 料 多孔铂层作为电极 表面覆上保护性聚 酯层防止油污、灰尘等 的污染
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一、湿度的测量方法 湿 机械式---毛发湿度计 干湿球式 光电露点湿度计 电子式湿度计
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二、毛发湿度计：
毛发变化3% 现用纤维素与约 50μm的金属箔粘 合在一起，卷成螺 旋状构成
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基本概念
5、相对湿度（Relative humidity）
6、露点与霜点（Dew Point and Frost Point） 湿空气在气压不变条件下使其所含水蒸汽达 到饱和状态时所必须冷却到的温度称为露点温度 或露点。若露点温度低于0℃，水汽实际将凝结 成霜， 称为霜点温度或霜点。
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天然气在线露点仪
选择露点仪的应注意的几个问题： 1、镜面污染对露点测量的影响 2、镜面降温速度和样气流速 当其它条件固定时，加大流 速将有利于气流和镜面之间的传质。 特别是在进行低霜点测量时，流速 应适当提高，以加快露层形成速度， 但是流速不能太大，否则会造成过 热问题。这对制冷功率比较小的热 电制冷露点仪尤为明显。流速太大 还会导致露点室压力降低而流速的 改变又将影响体系的热平衡。
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典型的电子式湿度传感器（一）
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Honeywell公司HIH4000-002湿度传感器性能指标
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典型的电子式湿度传感器（二）
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瑞士Senrison公司电容湿度传感器性能表
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露点湿度计的原理可以通过一个简单的实验来说明。 若将一个光洁的金属表面放到相对湿度低于100％的空气 中并使之冷却，当温度降到某一数值时，靠近该表面的相 对湿度达到100％，这时将有露在表面上形成。因为在这 个温度下空气中的水汽达到了饱和，冷表面附着的水膜和 空气中的水份处于动态平衡，也就是说，在单位时间内离 开和返回到表面上的水分子数相同。可以抽象叙述为：当 一定体积的湿空气在恒定的总压力下被均匀降温，直到空 气中的水汽达到饱和状态，该状态叫做露点；在冷却的过 程中，气体和水汽两者的分压力保持不变。 如果空气的温度是Ta，露生成的温度为Td，则湿空气 的相对湿度可以通过下式算出： U=[(在露点温度Td时的饱和蒸气压) /(在原来温度Ta 时的饱和蒸气压)] *100％
适用范围： 30%～100%RH
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三、干湿球式 运动速度在范围 2.5——20m/s 精度 5%——7%RH
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另一种干湿球湿度计结构 顶部装风扇，使空气流动
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四、光电露点湿度 计 铜、银光面表面 镀惰性金属，如铱、 铷、镍、金 热电制冷器 露点温度±0.2℃ 甚至更高。湿度精 度在5%RH相对湿度 以上范围时可以达 到1.5%
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六、传感器选用注意事项 1、量程：不需要全湿度范围(0-100％RH)的湿度测 量。 2、精度：不宜盲目追求“高、精、尖”。多数情况 下，±5％RH的精度就足够了。需要随时场合，再 选用±3％RH以上精度的湿度传感器。 3、时漂和温漂：有针对性的解决方法和措施。 4、其它：避免在酸性、碱性及含有机溶剂的环境中 使用，避免粉尘较大环境，空气流通，考虑供电， 信号的长线传输措施。
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基本概念 3、道尔顿部分压力定律(Daltons partial pressure law) 在常温常压下，一定体积混合气体的压力， 等于其各组成成分分别单独在相同体积内产生的 部分压力之和。 4、饱和蒸汽压（Saturation pressure of water vapor） 由饱和蒸汽产生的部分压力，称为该温度下 的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压仅与空气的温度有关， 不受压力影响。