温湿度传感器介绍湿度传感器原理 _传感器

湿度传递绿色比心情2019-02-15 10:01:38
湿度传感器选择
测量范围
就像测量重量和温度一样，湿度传感器的选择首先要确定测量范围。除气象和科研部门外，温湿度测控一般不需要全湿度范围(0-100%RH)测量。在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术和自动控制技术紧密结合。测量的目的是控制，测量范围和控制范围统称为应用范围。当然，对于不需要测控系统的人来说，直接选择万能湿度计就足够了。
测量精度
与测量范围一样，测量精度是传感器最重要的指标。每增加一个百分点。对于传感器来说，是更高的层次，甚至更高的层次。因为要达到不同的精度，它的制造成本差别很大，售价也差别很大。比如一个进口的廉价湿度传感器只要几块钱，而校准用的全量程湿度传感器要几百块钱，相差近百倍。所以用户一定要量体裁衣，适合自己的需求，不能盲目追求“高、精、尖” 。
制造商通常按部分给出湿度传感器的精度。比如中低湿度(0-80%RH)是2%RH，高湿度(80-100% RH)是4%RH 。并且该精度是在特定温度(例如25℃)下的值。如果湿度传感器在不同温度下使用，指示值还应考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重影响指定空房间的相对湿度。温度每变化0.1℃ 。将出现0.5%RH的湿度变化(误差) 。如果在使用中难以保持恒温，则不宜提出过高的湿度测量精度。因为湿度是随着温度的变化而波动的，所以谈湿度测量的准确性就失去了实际意义。所以首先要做的就是控制温度，这也是为什么经常使用大量的温湿度传感器而不仅仅是湿度传感器的原因。
在大多数情况下，如果没有精确的温度控制手段，或者被测空室未密封，5%RH的精度就足够了。对于需要精确控制恒温恒湿的局部空房间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，选择3%RH 。
以上精度的湿度传感器。相应的温度传感器的温度测量精度应大于0.3℃，至少为0.5℃ 。然而，高于2%RH的精度要求甚至可能难以校准传感器的标准湿度发生器，更不用说传感器本身了。国家标准物质研究中心湿度室的文章称，“相对湿度测量仪即使在20-25℃也很难达到2%RH的精度。”

湿度传感器的工作原理
湿度传感器是最简单的湿度传感器。有两种类型的湿度传感器:电阻式和电容式。耐湿性的特征在于用湿敏材料制成的薄膜覆盖基底。当空气体中的水蒸气吸附在湿敏膜上时，优优资源网元的电阻率和电阻会发生变化。利用这一特性可以测量湿度。湿式电容器一般采用高分子薄膜电容器，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、丁酸醋酸纤维等。当环境湿度变化时，湿敏电容的介电常数发生变化，使得其电容也发生变化，其电容变化与相对湿度成正比。
湿度传感器注意事项
湿度传感器是气密的。为保护测量的准确性和稳定性，应避免在酸性、碱性和含有机溶剂的环境中进行。避免在多尘的环境中使用。为了正确反映要测量的空之间的湿度，还必须避免将传感器放置在太靠近墙壁的死角或空空气不流通的地方。如果被测房间太大，要放置多个传感器。
有些湿度传感器对电源的要求很高，否则会影响测量精度，或者传感器之间相互干扰，甚至无法在优优资源网中工作。使用时，根据技术要求提供符合精度要求的合适电源。
当传感器需要远距离传输信号时，要注意信号的衰减。当传输距离超过200m时，建议选择带频率输出信号的湿度传感器。
由于湿度传感器的分散性，无论是进口还是国产传感器都需要逐个进行校准。大多数湿度传感器在更换后都需要重新进行调试和校准，尤其是测量精度较高的湿度传感器。
湿度传感器现在被广泛使用。湿度传感器可以很好地监测环境中的湿度，在食品保护、环境检测等方面有着重要的应用。在使用湿度传感器时，要充分了解湿度传感器的结构以及使用过程中的一些注意事项。
湿度传感器的种类并不多，但无论使用哪种湿度传感器，都要注意以上细节。不仅是湿度传感器，所有的传感器在使用中都有其注意事项。我们在使用它们的时候，首先要阅读使用说明书，以及厂商咨询的相关问题，才能更好的使用。

湿度传感器质量检测的四个方面
1.湿度传感器的温度系数
湿度传感器除了对环境湿度敏感外，对温度也非常敏感，温度变化0.1℃ 。将出现0.5%RH的湿度变化(误差) 。如果在使用中难以保持恒温，则不宜提出过高的湿度测量精度。一些湿度传感器在不同的相对湿度下具有不同的温度系数。在大多数情况下，如果没有精确的温度控制手段，或者被测空室未密封，5%RH的精度就足够了。对于需要精确控制恒温恒湿的local 空房间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，选用精度大于3%RH的湿度传感器。温度漂移是非线性的，这就需要在电路中加入温度补偿公式。采用单片机软件补偿或无温度补偿的湿度传感器，无法保证整个温度范围的精度。湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响补偿效果，非线性温漂并不总能补偿出较好的效果。只有采用硬件温度跟随补偿，才能获得真正的补偿效果。湿度传感器的温度范围也是一个重要参数。大多数湿度传感器在40℃以上很难正常工作。
2.准确性和长期稳定性
湿度传感器的精度应达到2%~5%RH 。如果达不到这个水平，就很难把它作为测量仪器使用。湿度传感器很难达到2%~3%RH的精度。通常，产品数据中给出的特性是在室温(20℃ ~ 10℃)和洁净气体下测量的。在实际使用中，由于灰尘、油污、有害气体的影响，使用时间长了，会导致老化，精度下降。湿度传感器的精度水平应根据其长期稳定性来判断。一般来说，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的首要问题。很少有产品的年漂移控制在1%RH水平，通常在2%左右甚至更高。
3.湿度传感器的电源
有些湿度传感器对电源的网源要求较高，否则会影响测量精度。或者传感器可能相互干扰，甚至无法工作。当DC电压施加在金属陶瓷、聚合物、氯化锂等湿敏材料上时，会导致性能变化甚至失效，所以这类湿度传感器不能使用DC电压或带有DC成分的交流电压。
它必须由交流电驱动。使用时，应根据技术要求提供符合精度要求的合适电源。当传感器需要远距离传输信号时，要注意信号的衰减。当传输距离超过200m时，建议选择带频率输出信号的湿度传感器。
4.互换性
目前湿度传感器互换性差的现象普遍存在，同类型传感器无法互换，严重影响使用效果，给维修调试增加了难度。一些厂商在这方面做了各种努力，但是互换性还是比较差，取得了不错的效果。

三种湿度传感器应用电路
1.直读湿度计的应用电路
直读式湿度计的电路如图1所示，其中RH为氯锤湿敏电阻器，为吸湿盐。氯化锤式湿敏电阻器是一种对水分子有亲和力的新型湿敏元件。它采用true 空镀膜工艺，在玻璃片上镀一层梳状金电极，然后在电极上镀一层氯锤和聚乙烯醇制成的湿敏膜。由于聚乙烯醇是一种附着力很强的多孔物质，它与氯化锤结合后，水分子会很容易在湿敏膜中被吸附或释放，从而使湿敏电阻器的电阻值快速变化。为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，还在湿敏电阻器表面镀了一层多孔保护膜。
对于一个有公式的湿敏电阻器，湿度测试的范围比较窄。当需要较大的湿度测量范围时，需要组合使用几个湿敏电阻，使测量范围达到20% ~ 80% RH 。湿度测量电桥的电源由VT1、VT2和T1组成，其振荡频率为250 ~ 1000 Hz 。电桥的输出信号通过变压器T2和C3耦合到VT3，由VT3放大的信号经VD1~VD4电桥整流后输入微安表，指示相对湿度变化引起的电流变化。在微安表的表盘上标定和刻划湿度后，就成了简单实用的直读式湿度计。

2型电容式湿度传感器的应用电路
电容式湿度传感器是由高分子材料制成的湿度传感器，由具有吸湿膨胀特性的有机高分子材料制成。属于水分子亲和型湿度传感器，吸湿后介电常数发生明显变化的高分子电介质可制成电容式湿度传感器。常用的高分子材料有醋酸纤维素、尼龙和硝酸纤维素。聚合物湿度传感器的薄膜做得极薄，一般在5000埃左右，使传感器易于吸附和快速除湿，减小迟滞误差，响应速度快。这种湿度传感器的缺点是不适合含有有机溶剂气体的环境，传感器不能承受80度以上的高温。电容式湿度传感器的应用电路图如图2所示。它由两个时基电路IC1和IC2组成。556是双时基电路，即两个555多谐振荡器。IC1和外围元件组成多谐振荡器，主要产生触发IC2的脉冲。IC2、电容式湿度传感器和外围元件组成可调脉冲发生器，脉冲发生器的脉宽取决于湿度传感器的电容，湿度传感器的电容取决于空中的相对湿度，输出电压与空气体的相对湿度成正比，其灵敏度为2mV/%RH 。

线性频率输出湿度传感器的应用电路
线性频率输出湿度传感器HS1100/1101是基于独特工艺设计的电容元件。它具有可靠性高、稳定性好、响应时间快等优点，可用于线性电压或频率输出电路。利用HS1100/1101的频率输出特性来测量环境的相对湿度。线性频率输出湿度传感器的测量电路如图3所示，电源电压范围为UCC =+3.5~12V 。利用CMOS定时器TLC555，加上HS1100/1101和电阻R2和R4，构成一个单稳态电路，将相对湿度转换成频率信号。输出频率范围为7351~6033Hz，对应的相对湿度为0% ~ 100% 。当相对湿度为55%时，F = 6660Hz赫兹。输出的频率信号可送至数字频率计或单片机系统，测量并显示相对湿度值。3R是输出端的限流电阻，起保护作用。作为内部温度补偿，55电路的不平衡电阻R1应具有1%的精度，以便引入温度效应，并使其与HS1100/1101的温度效应相匹配。由于不同型号的555内部温度补偿不同，R1的值必须与具体芯片相匹配。R3是输出端的限流电阻，起保护作用。
【温湿度传感器介绍湿度传感器原理】
湿度传感器的发展趋势
在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航空航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量和控制。然而，在传统的环境参数中，湿度是最难精确测量的。用干湿球湿度计或毛发湿度计测量湿度的已不能满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度比测量温度复杂得多。温度是独立测量的，但是湿度会受到其他因素(大气压力和温度)的影响。另外，湿度的标准也是一个难题。国外生产的湿度校准设备非常昂贵。
传感器原理(温湿度传感器介绍)

温湿度传感器介绍 湿度传感器原理

温湿度传感器介绍湿度传感器原理