濕度傳感器課件

ρV=mV/V

(mg/m3)2.相對濕度(RH)RH=(ρV/ρW)T×100%一、

濕度的定義及其表示方法1.絕對濕度(ρV)mV—被測氣中水蒸氣的質(zhì)量ρW—同溫度下的飽和水蒸氣密度1第5章 濕度傳感器露點(diǎn)也能反映相對濕度

二、

濕度傳感器的分類2水分子親和力型濕度傳感器濕敏材料吸附（物理吸附和化學(xué)吸附）水分子后，電氣性能（電阻、介電常數(shù)、阻抗等）變化。濕敏電阻、濕敏電容等。非水分子親和力型濕度傳感器是利用物理效應(yīng)的濕度傳感器。熱敏電阻式、紅外吸收式、超聲波式和微波式濕度傳感器。三、

濕敏元件的主要特性參數(shù)濕度量程即感濕范圍。理想情況：0~100%RH；一般情況：5~95%RH。2.感濕特性曲線感濕特征量：濕度變化所引起的傳感器的輸出量。感濕特性曲線：感濕特征量與環(huán)境濕度關(guān)系。感濕靈敏度在一定濕度范圍內(nèi)，相對濕度變化1%RH時，其感濕特征量的變化值或變化百分率。電阻、電容、電壓、頻率等一般要求：全量程連續(xù)、3線性、斜率適當(dāng)。4.響應(yīng)時間——濕度傳感器的動態(tài)響應(yīng)特濕度傳感器響應(yīng)相對濕度變化量的63.2%所需要的時間。分為吸濕響應(yīng)時間和脫濕響應(yīng)時間。5.濕度溫度系數(shù)——感濕特性曲線隨溫度變化特性。濕敏元件吸濕和脫濕響應(yīng)時間不同，具有滯后現(xiàn)象4（1）伸縮式濕度傳感器毛發(fā)、纖維素等（2）干濕球濕度傳感器四、工作原理5JCJ600X干濕球濕度測控儀6（3）結(jié)露濕度傳感器在印刷梳狀電極的氧化鋁基片上涂覆由新型樹脂和碳粒組成的電阻式感濕膜構(gòu)成濕敏電阻。C-導(dǎo)電粉的濃度Hdp-077(4)電解質(zhì)濕度傳感器電解質(zhì)是以離子形式導(dǎo)電的物質(zhì)。LiCl濕敏元件。8感濕原理：LiCl吸濕潮解，離子導(dǎo)電率變化——濕敏電阻。濃度低的濕敏傳感器對高濕度敏高。（5）

陶瓷濕度傳感器優(yōu)點(diǎn)：工作溫度范圍寬；體積??；測濕范圍寬響應(yīng)快；低濕測量靈敏度高。MgCr2O4-TiO2、ZnO-Cr2O5陶瓷濕敏元件、V2O5-TiO2陶瓷濕敏元件、Fe3o4等MgCr2O4-TiO2濕敏元件的結(jié)構(gòu)和感濕特性曲線9Fe3O4濕敏元件的結(jié)構(gòu)和性能10無需加熱清洗的半導(dǎo)體陶瓷燒結(jié)體濕敏元件。穩(wěn)定性好；響應(yīng)快：濕度變化±20%時，響應(yīng)時間約2s，吸濕、脫濕幾乎無滯后現(xiàn)象。ZnO-Cr2O5陶瓷濕敏元件11（6）高分子電容式濕度傳感器12常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。利用吸濕或脫濕從而引起介電常數(shù)的改變特性，制作成平板電容器。醋酸纖維有機(jī)膜感濕特點(diǎn)：響應(yīng)速度快（<1s）；重復(fù)性好；工作溫度范圍：0~80℃；測濕范圍寬（0~100%RH）；濕度溫度系數(shù)?。?.05%RH/℃）；測濕精度：±（1~2）%RH。（7）高分子電阻式濕度傳感器如：聚苯乙烯磺酸鋰濕敏元件。是強(qiáng)電解質(zhì)。感濕膜上制作多孔性梳狀金電極而成——濕敏電阻。工作溫度：–30~90℃；測濕范圍：0~100%RH13濕度傳感器GY-HR00214電氣性能：1、工作溫度：0℃—60℃；2、工作濕度：20％—95％RH；3、溫度特性：≤0.5％RH／℃4、濕滯回差：≤2％RH；5、響應(yīng)時間：吸濕，≤20S；脫濕≤40S；6、穩(wěn)定性：≤2％RH／年，抗結(jié)露；7、濕度檢測精度：≤±5％RH；（8）

熱傳導(dǎo)式式濕度傳感器利用潮濕空氣與干燥空氣的熱傳導(dǎo)差異測定濕度，感濕功能材料是熱敏電阻。熱敏電阻式濕度傳感器15（9）其他非水分子親合力型濕度傳感器16微波濕度傳感器：利用微波在含水蒸汽的空氣中傳播時，微波傳輸損耗能量與環(huán)境濕度有關(guān)的特性構(gòu)成濕度傳感器。紅外濕度傳感器：利用水蒸汽能吸收特定波長的紅外線的特性構(gòu)成濕度傳感器。六、濕度傳感器選用注意事項(xiàng)17量程：不需要全濕度范圍(0-100％RH)的濕度測量。精度：不宜盲目追求“高、精、尖”。多數(shù)情況下，±5％RH的精度就足夠了。需要較高精度的場合，再選用±3％RH以上精度的濕度傳感器。時漂和溫漂：有針對性的解決方法和措施。其它：避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的環(huán)境中使用；避免粉塵較大環(huán)境，空氣流通考慮供電，信號的長線傳輸措施。1.

HIH-4000-002七、典型的電子式濕度傳感器1819202.Humirel

公司的HS11012122233.SHT11(瑞士Scnsirion)將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個芯片上；內(nèi)置A／D轉(zhuǎn)換器(分辨率為8～12位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程米選擇)；測量精確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y量值和高質(zhì)量的露點(diǎn)計(jì)算功能；封裝尺寸超小(7.62

mm×5.08mm×2.5

mm)，測量和通信結(jié)束后，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式；高可靠性，采用CMOSens工藝，測量時可將感測頭完全浸于水中。24相對濕度和溫度一體測量精確露點(diǎn)測量全量程標(biāo)定,無需重新標(biāo)定即可互換使用兩線制數(shù)字接口(最簡單的系統(tǒng)集成,較低的價(jià)格)超小尺寸(7.5×5×2.5

mm)高可靠性(工業(yè)CMOS

工藝)優(yōu)化的長期穩(wěn)定性基于請求式檢測,因此低能耗具有濕度傳感器元件的自檢測能力傳感器元件加熱應(yīng)用,亦可獲得極高的精度和穩(wěn)定性全量程標(biāo)定.25濕度測量范圍:0

to

100%RH濕度測量精度:±3%RH(20到80%RH)濕度測量復(fù)現(xiàn)性:±0.1%RH濕度測量分辨率:0.03%RH溫度測量范圍:-40~+123.8℃;溫度測量精度:±0.4

℃在25℃時;溫度響應(yīng)時間:≤20秒溫度測量重復(fù)性:±0.1

℃溫度測量分辨率:0.01℃26八、濕度傳感器的應(yīng)用27濕度傳感器廣泛應(yīng)用于氣象、軍事、工業(yè)（特別是紡織、電子