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濕度傳感器發(fā)展趨勢

點(diǎn)擊次數(shù):1753 更新時間:2013-06-08
摘要:介紹濕敏元件的特性,重點(diǎn)闡述集成濕度傳感器、單片智能化濕度/溫度傳感器的性能特點(diǎn)及產(chǎn)品分類,zui后給出集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。
    關(guān)鍵詞:集成濕度傳感器 單片智能濕度/溫度傳感器 校準(zhǔn) 補(bǔ)償
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門,經(jīng)常需要對環(huán)境濕度進(jìn)行測量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中,濕度是zui難準(zhǔn)確測量的一個參數(shù)。用干濕球濕度計或毛發(fā)濕度計來測量濕度的方法,早已無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。這是因?yàn)闇y量濕度要比測量溫度復(fù)雜的多,溫度是個獨(dú)立的被測量,而濕度卻受其他因素(大氣壓強(qiáng)、溫度)的影響。此外,濕度的標(biāo)準(zhǔn)也是一個難題。國外生產(chǎn)的濕度標(biāo)定設(shè)備價格十分昂貴。
近年來,國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展,為開發(fā)新一代濕度/溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件,也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
1 濕敏元件的特性
濕敏元件是zui簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。
1.1 濕敏電阻
濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜,當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時,元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化,利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多,例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性差。
1.2 濕敏電容
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時,濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,使其電容量也發(fā)生變化,其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化,其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例,其測量范圍是(1%~99%)RH,在55%RH時的電容量為180pF(典型值)。當(dāng)相對濕度從0變化到100%時,電容量的變化范圍是163pF~202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/℃,濕度滯后量為±1.5%,響應(yīng)時間為5s。
除電阻式、電容式濕敏元件之外,還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件(利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率)、光強(qiáng)型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差,在檢測環(huán)境濕度時,濕敏元件要暴露在待測環(huán)境中,很容易被污染而影響其測量精度及穩(wěn)定性。
1 集成濕度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)
產(chǎn)品型號
測量范圍/(%RH)
測量精度/(%RH)
電源電壓/V
電源電流μA
輸出范圍或
輸出形式
工作溫度范圍/℃
主要特點(diǎn)
HIH-3602/05/10
0~100
±2
4~5.8
200
0.8V~3.9
-40~+85
線性電壓輸出線,
HIH-3610的性能,
抗污染能力zui強(qiáng)
HM1500
0~100
±3
5
400
1V~4V
-30~+60
線性電壓輸出式,
互換性好,不怕水浸。
HM1520特別適合測量低溫度
HM1520
0~20
±2
5
400
1V~1.6V
-30~+60
線性頻率輸出式
HF3223
10~95
±5
5
100
9650Hz~8030Hz
-40~+85
頻率/溫度輸出線,帶NTC熱敏電阻測量溫度
HTF3223
10~95
±5
5
100
9650Hz~8030Hz,還能輸出代表-30℃~+80溫度的電阻值
-40~+85
SHT11/15
10~95
±3.5/±2
2.45.5
28μA(12位)

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