第9章湿度传感器ppt课件.ppt

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1、第9章　湿度传感器分类、湿度表示法主要参数电解质湿度传感器陶瓷湿度传感器高分子湿度传感器湿度传感器的测量电路应用案例第9章　湿度传感器分类、湿度表示法主要参数电解质湿度传感器陶瓷湿度传感器高分子湿度传感器湿度传感器的测量电路应用案例1、应用场合：精密仪器、半导体集成电路与元器件制造场所，气象预报、医疗卫生、食品加工等行业都有广泛的应用。2、湿度传感器依据使用材料分类：电解质型：以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。氯化锂极易潮解，并产生离子导电，随湿度升高而电阻减小。陶瓷型：一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工

2、艺，制成一种多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成。高分子型：先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极,通过浸渍或涂覆,使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。有机高分子的材料种类也很多,工作原理也各不相同。单晶半导体型：所用材料主要是硅单晶，利用半导体工艺制成。制成二极管湿敏器件和MOSFET湿度敏感器件等。其特点是易于和半导体电路集成在一起。3、湿度表示法空气中含有水蒸气的量称为湿度，含有水蒸气的空气是一种混合气体。主要有质量百分比和体积百分比、相对湿度和绝对湿度、露点（霜点）等表示法。（1）质量百分比和体积百分比质

3、量为M的混合气体中，若含水蒸气的质量为m，则质量百分比为v／V×100％这两种方法统称为水蒸气百分含量法。m／M×100％在体积为V的混合气体中，若含水蒸气的体积为v，则体积百分比为（2）相对湿度和绝对湿度水蒸气压是指在一定的温度条件下，混合气体中存在的水蒸气分压(p)。而饱和蒸气压是指在同一温度下，混合气体中所含水蒸气压的最大值(ps)。温度越高，饱和水蒸气压越大。在某一温度下，其水蒸气压同饱和蒸气压的百分比，称为相对湿度绝对湿度表示单位体积内，空气里所含水蒸气的质量，其定义为m——待测空气中水蒸气质量；V——待测空气的总体积；

4、ρv——待测空气的绝对湿度。如果把待测空气看作是由水蒸气和干燥空气组成的二元理想混合气体，根据道尔顿分压定律和理想气体状态方程，可得出：P：空气中水蒸气分压；M：水蒸气的摩尔质量R：理想气体常数；T：空气的绝对温度。3、露（霜）点水的饱和蒸气压随温度的降低而逐渐下降。在同样的空气水蒸气压下，温度越低，则空气的水蒸气压与同温度下水的饱和蒸气压差值越小。当空气温度下降到某一温度时，空气中的水蒸气压与同温度下水的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸气将向液相转化而凝结成露珠，相对湿度为100％RH。该温度，5010203040-1001

5、020304050温度/℃10%RH露点/℃90%RH80%RH70%RH60%RH50%RH40%RH20%RH30%RH称为空气的露点温度，简称露点。如果这一温度低于0℃时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。两者统称为露点。空气中水蒸气压越小，露点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。第9章　湿度传感器分类、湿度表示法主要参数电解质湿度传感器陶瓷湿度传感器高分子湿度传感器湿度传感器的测量电路应用案例二、湿度传感器的主要参数1、湿度量程指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范围。全湿度范围用相对湿度(0～100)％RH表示，它是湿度传感器

6、工作性能的一项重要指标。2、感湿特征量——相对湿度特性每种湿度传感器都有其感湿特征量，如电阻、电容等，通常用电阻比较多。以电阻为例，在规定的工作湿度范围内，湿度传感器的电阻值随环境湿度变化的关系特性曲线，简称阻湿特性。有的湿度传感器的电阻值随湿度的增加而增大，这种为正特性湿敏电阻器，如Fe3O4湿敏电阻器。有的阻值随着湿度的增加而减小，这种为负特性湿敏电阻器，如TiO2－SnO2陶瓷湿敏电阻器。对于这种湿敏电阻器，低湿时阻值不能太高，否则不利于和测量系统或控制仪表相连接。3、感湿灵敏度简称灵敏度，又叫湿度系数。其定义是在某一相对湿

7、度范围内，相对湿度改变1％RH时，湿度传感器电参量的变化值或百分率。各种不同的湿度传感器，对灵敏度的要求各不相同，对于低湿型或高湿型的湿度传感器，它们的量程较窄，要求灵敏度要很高。但对于全湿型湿度传感器，并非灵敏度越大越好，因为电阻值的动态范围很宽，给配制二次仪表带来不利，所以灵敏度的大小要适当。4、特征量温度系数反映湿度传感器在感湿特征量——相对湿度特性曲线随环境温度而变化的特性。感湿特征量随环境温度的变化越小，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。在环境温度保持恒定时，湿度传感器特征量的相对变化量与对应的温度变化量之比，称

8、为特征量温度系数。ΔT——温度25℃与另一规定环境温度之差；R1(C1)——温度25℃时湿度传感器的电阻值(或电容值)；R2(C2)——另一规定环境温度时湿度传感器的电阻值(或电容值)。电容温度系数(%/℃)=电阻温度系数(%/℃)=5、感湿温度系