湿度传感器原理是什么

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湿度传感器是一种能感受气体中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。如今人类的生存环境离不开湿度,不同的领域,对湿度传感器技术的要求也不一样。

湿度传感器原理是什么

那么湿度传感器原理是什么呢?talk工控网为你整理如下:

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。

湿度传感器比较典型的两大类别:水分子亲和力型湿度传感器和非水分子亲和力型湿度传感器。

水分子亲和力型湿度传感器原理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原理是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。

湿度传感器原理是什么

选择湿度传感器的重要参数

(1)湿度量程:它是指湿度传感器能够较精确测量的环境湿度的最大范围。由于各种湿度传感器所使用的材料及依据的工作原理不同,其特性并不都能适用于0~100%RH的整个相对湿度范围。

(2)感湿特征量-相对湿度特性曲线:湿度传感器的输出变量称为其感湿特征量,如电阻、电容等。湿度传感器的感湿特征量随环境湿度的变化曲线,称为传感器的感湿特征量-环境湿度特性曲线,简称为感湿特性曲线。性能良好的湿度敏感器件的感湿特性曲线,应有宽的线性范围和适中的灵敏度。

(3)灵敏度:湿度传感器的灵敏度即其感湿特性曲线的斜率。大多数湿度敏感器件的感湿特性曲线是非线性的,因此尚无统一的表方法。较普遍采用的方法是用器件在不同环境湿度下的感湿特征量之比来表

湿度传感器原理是什么

(4)湿度温度系数:它定义为在器件感湿特征量恒定的条件下,该感湿特征量值所表示的环境相对湿度随环境温度的变化率,因此,环境温度将造成测湿误差。例如,α=0.3%RH/℃时,环境的温度变化20℃,将引起6%RH的测湿误差。

(5) 响应时间: 它表示当环境湿度发生变化时, 传感器完成吸湿或脱湿以及动态平衡过程所需时间的特性参数。 响应时间用时间常数τ来定义,即感湿特征量由起始值变化到终止值的0.632倍所需的时间。可见,响应时间是与环境相对湿度的起、止值密切相关。

(6) 湿滞回线和湿滞回差:一个湿度传感器在吸湿和脱湿两种情况下的感湿特性曲线不相重复,一般可形成为一回线,这种特性称为湿滞特性; 其曲线称为湿滞回线。

湿度传感器的应用也非常广泛,比如气候天气的测量,农林畜牧产业,工业生产的湿度检测,物品储藏等等都需要湿度传感器提供准确参考数据。

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