湿度传感器课件

ρV=mV/V

(mg/m3)2.相对湿度(RH)RH=(ρV/ρW)T×100%一、

湿度的定义及其表示方法1.绝对湿度(ρV)mV—被测气中水蒸气的质量ρW—同温度下的饱和水蒸气密度1第5章 湿度传感器露点也能反映相对湿度

二、

湿度传感器的分类2水分子亲和力型湿度传感器湿敏材料吸附（物理吸附和化学吸附）水分子后，电气性能（电阻、介电常数、阻抗等）变化。湿敏电阻、湿敏电容等。非水分子亲和力型湿度传感器是利用物理效应的湿度传感器。热敏电阻式、红外吸收式、超声波式和微波式湿度传感器。三、

湿敏元件的主要特性参数湿度量程即感湿范围。理想情况：0~100%RH；一般情况：5~95%RH。2.感湿特性曲线感湿特征量：湿度变化所引起的传感器的输出量。感湿特性曲线：感湿特征量与环境湿度关系。感湿灵敏度在一定湿度范围内，相对湿度变化1%RH时，其感湿特征量的变化值或变化百分率。电阻、电容、电压、频率等一般要求：全量程连续、3线性、斜率适当。4.响应时间——湿度传感器的动态响应特湿度传感器响应相对湿度变化量的63.2%所需要的时间。分为吸湿响应时间和脱湿响应时间。5.湿度温度系数——感湿特性曲线随温度变化特性。湿敏元件吸湿和脱湿响应时间不同，具有滞后现象4（1）伸缩式湿度传感器毛发、纤维素等（2）干湿球湿度传感器四、工作原理5JCJ600X干湿球湿度测控仪6（3）结露湿度传感器在印刷梳状电极的氧化铝基片上涂覆由新型树脂和碳粒组成的电阻式感湿膜构成湿敏电阻。C-导电粉的浓度Hdp-077(4)电解质湿度传感器电解质是以离子形式导电的物质。LiCl湿敏元件。8感湿原理：LiCl吸湿潮解，离子导电率变化——湿敏电阻。浓度低的湿敏传感器对高湿度敏高。（5）

陶瓷湿度传感器优点：工作温度范围宽；体积小；测湿范围宽响应快；低湿测量灵敏度高。MgCr2O4-TiO2、ZnO-Cr2O5陶瓷湿敏元件、V2O5-TiO2陶瓷湿敏元件、Fe3o4等MgCr2O4-TiO2湿敏元件的结构和感湿特性曲线9Fe3O4湿敏元件的结构和性能10无需加热清洗的半导体陶瓷烧结体湿敏元件。稳定性好；响应快：湿度变化±20%时，响应时间约2s，吸湿、脱湿几乎无滞后现象。ZnO-Cr2O5陶瓷湿敏元件11（6）高分子电容式湿度传感器12常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。利用吸湿或脱湿从而引起介电常数的改变特性，制作成平板电容器。醋酸纤维有机膜感湿特点：响应速度快（<1s）；重复性好；工作温度范围：0~80℃；测湿范围宽（0~100%RH）；湿度温度系数小（0.05%RH/℃）；测湿精度：±（1~2）%RH。（7）高分子电阻式湿度传感器如：聚苯乙烯磺酸锂湿敏元件。是强电解质。感湿膜上制作多孔性梳状金电极而成——湿敏电阻。工作温度：–30~90℃；测湿范围：0~100%RH13湿度传感器GY-HR00214电气性能：1、工作温度：0℃—60℃；2、工作湿度：20％—95％RH；3、温度特性：≤0.5％RH／℃4、湿滞回差：≤2％RH；5、响应时间：吸湿，≤20S；脱湿≤40S；6、稳定性：≤2％RH／年，抗结露；7、湿度检测精度：≤±5％RH；（8）

热传导式式湿度传感器利用潮湿空气与干燥空气的热传导差异测定湿度，感湿功能材料是热敏电阻。热敏电阻式湿度传感器15（9）其他非水分子亲合力型湿度传感器16微波湿度传感器：利用微波在含水蒸汽的空气中传播时，微波传输损耗能量与环境湿度有关的特性构成湿度传感器。红外湿度传感器：利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线的特性构成湿度传感器。六、湿度传感器选用注意事项17量程：不需要全湿度范围(0-100％RH)的湿度测量。精度：不宜盲目追求“高、精、尖”。多数情况下，±5％RH的精度就足够了。需要较高精度的场合，再选用±3％RH以上精度的湿度传感器。时漂和温漂：有针对性的解决方法和措施。其它：避免在酸性、碱性及含有机溶剂的环境中使用；避免粉尘较大环境，空气流通考虑供电，信号的长线传输措施。1.

HIH-4000-002七、典型的电子式湿度传感器1819202.Humirel

公司的HS11012122233.SHT11(瑞士Scnsirion)将温度感测、湿度感测、信号变换、A／D转换和加热器等功能集成到一个芯片上；内置A／D转换器(分辨率为8～12位，可以通过对芯片内部寄存器编程米选择)；测量精确度高，由于同时集成温湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能；封装尺寸超小(7.62

mm×5.08mm×2.5

mm)，测量和通信结束后，自动转入低功耗模式；高可靠性，采用CMOSens工艺，测量时可将感测头完全浸于水中。24相对湿度和温度一体测量精确露点测量全量程标定,无需重新标定即可互换使用两线制数字接口(最简单的系统集成,较低的价格)超小尺寸(7.5×5×2.5

mm)高可靠性(工业CMOS

工艺)优化的长期稳定性基于请求式检测,因此低能耗具有湿度传感器元件的自检测能力传感器元件加热应用,亦可获得极高的精度和稳定性全量程标定.25湿度测量范围:0

to

100%RH湿度测量精度:±3%RH(20到80%RH)湿度测量复现性:±0.1%RH湿度测量分辨率:0.03%RH温度测量范围:-40~+123.8℃;温度测量精度:±0.4

℃在25℃时;温度响应时间:≤20秒温度测量重复性:±0.1

℃温度测量分辨率:0.01℃26八、湿度传感器的应用27湿度传感器广泛应用于气象、军事、工业（特别是纺织、电子