第五章 湿度传感器中职传感器电路制作与调试项目教程第3版()

电子课件（工信版）第五章湿度传感器(中职）传感器电路制作与调试项目教程第3版传感器电路制作与调试项目教程第3版第五章

湿度传感器湿度基本概念绝对湿度传感器结露传感器

相对湿度传感器应用电路分析

什么是湿度，如何检测湿度基本概念一、什么是湿度湿度基本概念湿度是表示空气中水蒸气多少的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。常用绝对湿度、相对湿度、露点来表示；人体感觉舒适的湿度是：相对湿度低于70%。温标3种相对湿度绝对湿度露点是用空气中的水蒸气压力P与相同空气中、相同温度下饱和水蒸气的压力PS之比来表示的，其关系式为H=P/PS，通常用百分比%RH表示表示的是单位体积中水蒸气的质量，单位为克每立方米（g/m3）是指大气中原来所含有的未饱和水蒸气变成饱和水蒸气所必须降低的温度值。二、湿度的表示方式湿度基本概念湿度传感器是由湿敏元件和转换电路等组成，将环境湿度变换为电信号的装置。三、湿度传感器四、湿度传感器种类按传感器的输出信号又可分为电阻型、电容型、电抗型和频率型等，其中电阻型最多。按湿敏元件工作机理来分，可分为水分子亲和力型和非水分子亲和力型两大类，其中水分子亲和力型应用更为广泛；按材料分，可分为陶瓷型、有机高分子型、半导体型和电解质型等。绝对湿度传感器一、基本原理湿度基本概念绝对温度传感器是使用微小的PSB热敏电阻作为感应元件的，因此具有高稳定性，可用于工业产品和小家电产品的湿度探测和控制元件（图5-1～图5-4）。HS-5、HS-6、HS-7均为绝对湿度传感器。HS-5型传感器可用于200℃高温及恶劣的条件下。HS-5由金属网罩覆盖，HS-6由聚乙烯多孔罩代替网罩，而HS-7由金属网罩和多孔聚乙烯罩覆盖。绝对湿度传感器主要应用在烘干机等产品中。二、常用型号湿度基本概念HS-5系列绝对湿度传感器HS-6系列绝对湿度传感器HS-7系列绝对湿度传感器绝对湿度传感器CHS-1相对湿度传感器一、电阻型相对湿度传感器相对湿度传感器电阻型相对湿度传感器是一种通用型相对湿度传感器，通常情况下相对湿度传感器可使用的湿度范围都在20%～95%。高耐水性的相对湿度传感器可以在20%～100%的相对湿度下使用，即使是在农业塑料大棚和洗澡间的换风扇之类有露水凝结的环境条件下也可以使用。右图为电阻型相对湿度传感器模块AM1001二、电容型相对湿度传感器相对湿度传感器高分子电容型相对湿度传感器是利用高分子材料（聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等）吸水后，其介电常数发生变化的特性进行工作的。由于高分子薄膜上的电极是很薄的金属微孔蒸发膜，水分子可以通过两端的电极被水分子薄膜吸附或释放，当高分子薄膜吸附水分后，由于高分子介质的介电常数（3～6）远远小于水的介电常数（81），所以介质中水的成分对总介电常数的影响比较大，使元件总电容发生变化，因此只要检测出电容即可测得相对湿度。二、电容型相对湿度传感器相对湿度传感器由于电容型相对湿度传感器的湿度检测范围宽、线性好，因此很多湿度计都用它作为传感器件。在农业上，以前经常手工判断玉米含水量，现在可以应用电容型相对湿度传感器将大量玉米放入两极板间，因为玉米含水量大，所以改变了介电常数，于是引起电容值的变化。三、陶瓷型相对湿度传感器相对湿度传感器湿度传感器长时间处于高湿环境下，性能会劣化，为了能够进行可重复的、性能良好的相对湿度测量，必须定期进行清洁处理。陶瓷型相对湿度传感器的感湿材料通常采用由两种以上金属氧化物半导体材料（如ZnO-LiO2-V2O5等）混合烧结而成的多孔陶瓷。陶瓷型相对湿度传感器的感湿部位即使被污染，只要加热到几百摄氏度就可以达到清洁的目的，感湿部位就可以复原。四、氧化铝型相对湿度传感器相对湿度传感器氧化铝传感器的突出优点是，体积可以非常小（例如用于探空仪的湿敏元件仅90μm厚、12mg重），灵敏度高（测量下限达-110℃露点），响应速度快（一般在0.3s到3s之间），测量信号直接以电参量的形式输出，大大简化了数据处理程序结露传感器结露传感器结露传感器是一种特殊的湿度传感器，它与一般的湿度传感器的不同之处在于它对低湿不敏感，仅对高湿敏感，主要用来检测物体表面是否附着由水蒸气凝结成的水滴，所以，结露传感器一般不用于测湿，而作为提供开关信号的结露信号器，用于自动控制或报警，如检测磁带录像机、照相机结露及汽车玻璃窗的除露等。结露传感器结露传感器结构应用电路分析应用电路分析一、婴儿尿湿报警电路分析：该电路主要由湿度传感器和音乐报警电路组成。湿度传感器两端的电阻随被测物品的湿度而变化，干燥时湿度传感器两端电阻非常大，处于绝缘状态；当被测物品含有水分时，湿度传感器受水分子作用具有导电能力，对音乐片产生触发电信号，音乐片放出音乐信号通过蜂鸣器进行报警。应用电路分析二、湿度测试仪电路分析：该电路主要由湿度传感器和音乐报警电路组成。湿度传感器两端的电阻随被测物品的湿度而变化，干燥时湿度传感器两端电阻非常大，处于绝缘状态；当被测物品含有水分时，湿度传感器受水分子作用具有导电能力，对音乐片产生触发电