湿度传感器_湿度传感器原理_湿度传感器分类_湿度传感器应用和特点-传感器专家网

湿度传感器概述 湿度传感器是能感受气氛中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。有利用多孔陶瓷 和高分子膜的吸湿性,引起电阻或电容量变化的湿度传感器;根据振子上吸湿物质的重量变化引起振子谐振频率变化的湿度传感器。

湿度传感器概述

湿度传感器是能感受气氛中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。有利用多孔陶瓷 和高分子膜的吸湿性,引起电阻或电容量变化的湿度传感器;根据振子上吸湿物质的重量变化引起振子谐振频率变化的湿度 传感器。现己开发了干湿球湿度计、毛发湿度计、氯化锂湿度传感器,电解湿度传感器(P2O5湿度传感器)、高分子膜湿度传感器、石英振子式湿度传感器、氧化铝湿度传感器、陶瓷湿度传感器、热敏电阻湿度传感器、微波湿度传感器、露点传感器、结露传感器,以及湿敏尤件和信号处理电路集成在一起的C化湿度传感器。

湿度传感器原理

湿敏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。

湿度传感器的应用主要有:

1、气候监测 天气测量和预报对工农业生产、军事及人民生活和科学实验等方面都有重要意义,因而湿度传感器是必不可少的测湿设备,如树脂膨散式湿度传感器已用于气象气球测湿仪器上。

2、温室养殖 现代农林畜牧各产业都有相当数量的温室,温室的湿度控制与温度控制同样重要,把湿度控制在农作物、树木、畜禽等生长适宜的范围,是减少病虫害、提高产量的条件之一。

3、 工业生产 在纺织、电子、精密机器、陶瓷工业等部门,空气湿度直接影响产品的质量和产量,必须有效地进行监测调控。

4、物品储藏 各种物品对环境均有一定的适应性。湿度过高过低均会使物品丧失原有性能。如在高湿度地区,电子产品在仓库的损害严重,非金属零件会发霉变质,金属零件会腐蚀生锈。

5、 精密仪器的使用保护 许多精密仪器、设备对工作环境要求较高。环境湿度必须控制在一定范围内,以保证它们的正常工作,提高工作效率及可靠性。如电话程控交换机工作湿度在55 % ±10 %较好。温度过高会影响绝缘性能,过低易产生静电,影响正常工作。

湿度传感器分类索引

湿度变送器

叶片湿度传感器 

(土壤)湿度计

湿度计和湿度测量仪器

气象仪器

湿度传感器.jpg

湿度传感器特点

1、湿度传感器的温度系数

湿敏元件除对于环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,他的温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,并且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数也有差别。温漂非线性,这就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。

2、精度以及长期稳定性

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,因为尘土、油污和有害气体的影响,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。

3、湿度传感器的供电

金属氧化物陶瓷,高分子聚合物以及氯化锂等湿敏材料施加直流电压时,也会导致性能变化,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、湿度校正

校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往就是用一根标准温度计作标准即可,然而湿度的标定标准较难实现,干湿球温度计与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。

5、互换性

现在,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。

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