传感器及应用项目二-任务三-知识点4湿敏传感器的测量电路
工作任务53湿敏电阻传感器电子课件中职传感器技术及应用(高教版)(共29张PPT)
任务条件
压力、气体和湿度传感器电路是以 力电、气敏、湿敏传感器为核心的测量、控 制及应用电路，正确选择力电、气敏、湿敏 传感器是实现压力、气体和湿度测量和控制 的关键。由于力电、气敏、湿敏传感器是把 压力、气体和湿度量值转换为电能信息，所 以除了声电和振动类传感器，驱动电路是必 需的电路。执行机构是终端，它可以采用不 同的执行方式模式，一般是光、电、声、机 械模式。
压力、气体和湿度的测量与控制，同 样需要把这些物理量转换成电量，所以也就产生 了把压力、气体和湿度的物理量转换为电量，才 能完成它们的检测与控制。
任务描述
这几个物理量与上述其它物理量不一样， 而是由它的量变完成检测与控制，传感器把它 们的量变转换成电能。力电传感器、气敏传感 器和湿敏传感器电路是由这几个的量源、转换 器件和控制电路组成的，如下图所示。
根据不同的介质（如液体水、洒、 饮料等，固体如矿砂、粮食等）在不同的环 境条件下（如空气不同的湿度）有各种不同 的电导率的原理，我们利用这种各自的特性 及湿度不一样而呈现的导电特性的差异，制 造出各种湿度传感器。
1.探针式湿敏传感器土壤缺水报警电路
由探针式传感器构成的土壤缺水报警电路，适 用于农业、林业部门检测土壤是否缺水。电路图如 下图。
VT3的基极，电位器RP1用来调节检测灵敏度。当 土壤湿度正常时，温度探针式传感器探针之间的
土壤电阻很小，3kHz信号在RP1和R5产生的压降 较大，信号不能使VT4工作，
因此蜂呜器BZ没有发出声音。主要原因是信号 的正半周期使VT3导通，但使C5也通过VT3迅速 放电，VT4截止；负半周期时，VT3截止，C5开 始充电，充电时间为：t =R6×C5。这一时间常数 较大，C5两端电压尚未升高到足以使VT4导通之 前，正半周期又到来并使VT3导通，C5又迅速放 电，结果使VT4总保持截止。二极管VD1在信号 负半周期时导通，以保护VT3的基－射结不致被 反向击穿。
4第二章 第三节 气敏、湿敏电阻传感器
(b) 电路 汽车后窗玻璃自动去湿装置
房间湿度控制器
湿度控制器电路原理图
录像机结露报警控制电路
录像机结露检测电路
1 4
2 3 1—引引；2—陶陶； 3—感相感；4—多多多
湿敏电阻结构示意图
7.0 6.5
吸吸.0 5.5 5.0 4.5 4.0 40
50
70 80 相相相相 / %RH
60
90
氯化锂湿度—电阻特性曲线
氯化锂湿敏元件的优点：滞后小，不受测试环 优点： 优点 境风速影响， 检测精度高达±５% 缺点： 缺点 ： 耐热性差，不能用于露点以下测量， 器件性能重复性不理想，使用寿命短
第3节 气敏、湿敏电阻传感器 气敏、
1、气敏传感器
类 型 原 理 检测对象
还原性气体、城市排 放气体、丙烷气等
特
点
半导体式
若气体接触到加热的金属 氧 化 物 ( SnO2、Fe2O3、ZnO2 等 ) ， 电阻值会增大或减小 可燃性气体接触到氧气就会 燃烧，使得作为气敏材料的铂 丝温度升高，电阻值相应增大 利用化学溶剂与气体反应产生 的电流、颜色、电导率的增加 等 利用与空气的折射率不同而产 生的干涉现象 根据热传导率差而放热的发热 元件的温度降低进行检测 由于红外线照射气体分子谐振 而吸收或散射量进行检测
氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，离子导电率发生 变化而制成的测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成。 氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体，在氯化锂（LiCl）溶液 中，Li和Cl均以正负离子的形式存在，而Li＋对水分子的吸引力 强，离子水合程度高，其溶液中的离子导电能力与浓度成正比。 当溶液置于一定温湿场中，若环境相对湿度高，溶液将吸收水 分，使浓度降低，因此，其溶液电阻率增高。反之，环境相对 湿度变低时，则溶液浓度升高，其电阻率下降，从而实现对湿 度的测量。
湿敏电容传感器的应用实验
湿敏电容传感器的应用实验1.掌握电容传感器的基本测量电路；2.掌握湿敏电容的用法；3.熟悉传感器频率信号输出的用法。
1.分析电容传感器测量电路的原理；2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路；3.软件观测湿度变化时输出信号的变化情况；4.记录实验波形数据并进行分析。
1.开放式传感器电路实验主板；2.湿敏电容湿度测量模块；3.万用表、湿度计、一个装有干燥剂圆形底座；4.跳线若干。
湿度是指空气中所含有的水蒸气量。
空气的潮湿程度，一般多用相对湿度概念，即在一定温度下，空气中实际水蒸气压与饱和水蒸气压的比值（用百分比表示)，称为相对湿度（用RH 表示）。
其单位为％RH。
湿敏传感器种类较多，根据水分子易于吸附在固体表面渗透到固体内部的这种特性（称水分子亲和力），湿敏电容传感器可以分为水分子亲和力型和非水分子亲和力型，本实验采用的是电容式湿度传感器。
电容式湿度传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接收的信号，常用2种方法：一是将该湿敏电容置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D转换为数字信号；另一种是将该湿敏电容置于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集。
电容传感器与555定时器构成的非稳态振荡电路如图2-1所示，它是典型的555非稳态电路。
555必须为CMOS型定时器。
湿敏电容CT接在555的2脚(TRI)和6脚(THR)上，R3起输出短路保护作用。
引脚7连接于电阻R4与R2之间，这样充电支路为R4，R2，CT ，放电支路为CT ，R2。
图2-1 电容传感器简易测量电路当电源VCC 接通时，CT 两端的电压V c =0，定时电路处于置位状态，由VCC 通过R 2与R 4对变量电容CT 充电，当V c 达到门限电压(23⁄VCC ) 时，定时电路翻转为复位状态，CT 通过R 2向555内部的放电管放电，当V c 降低到触发电平(13⁄VCC )时，定时电路又翻转为置位状态，CT 开始充电，这样周而复始，形成振荡。
湿敏传感器及其应用
1
7.0 吸附
脱附
6.5
4
15℃
6.0
电阻值的对数/
2
5.5
3 1—引 线 ； 2—基 片 ； 3—感 湿 层 ； 4—金 电 极
18
5.0
4.5
4.0 40 50 60 70 80 90 相对湿度/%RH
第12章 湿敏传感器及其应用
2、高分子电解质湿敏传感器
利用高分子电解质吸湿而导致电阻率发生变化的基本原理 来进行测量的。虽然这类元件的感湿膜是高分子聚合物， 但是真正起到吸湿导电作用的敏感物质是电解质。当水吸 附在强极性基高分子上时，随着湿度的增加吸附量增大， 吸附水之间凝聚呈液态水状态。在低湿吸附量少的情况下， 由于没有电离子产生，电阻值很高；当相对湿度增加时， 凝聚化的吸附水就成为导电通道，高分子电解质的成对离 子主要起载流子作用。此外，由吸附水自身离解出来的质 子（H+）及水和氢离子（H3O+）也起电荷载流子作用，这 就使得载流子数目急剧增加，传感器的电阻急剧下降。利 用高分子电解质在不同湿度条件下电离产生的导电离子数 量不等使阻值发生变化，就可以测定环境中的湿度。
15
第12章 湿敏传感器及其应用
氯化锂是离子晶体。高浓度氯化锂溶液，Li 与CL以正负离子形式存在。溶液中离子导电 能力与溶液浓度有关。溶液的电导率随着溶液 浓度的增高而下降。
当溶液置于一定温湿场中, 若环境相对湿度 高, 溶液将吸收水分，使浓度降低, 因此, 其 溶液电导率增高，阻值下降。 反之, 环境相 对湿度变低时, 则溶液浓度升高, 其电导率 下降, 阻值升高。从而实现对湿度的测量。 一般氯化锂湿敏电阻呈负阻特性。
14
第12章 湿敏传感器及其应用
12.2 电解质湿敏传感器
传感器与传感电路技术课件 任务5.1 湿敏传感器典型应用电路分析
• 表示相对湿度超出设定值。 • 湿度设定值用电位器RP调节。
激活原知
论证新知
应用练习
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项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作
任务5.1 湿敏传感器应用案例分析
聚集问题 激活原知 论证新知 应用练习 融会贯通
1.图示环境湿度检测电路中，
CH为
式湿敏传感器。
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任务5.1 湿敏传感器应用案例分析
聚集问题
5.2.2盆花缺水指示电路
电路原理
• 土壤缺水时电阻率变大，两电 极间的电阻值增大。
• 场效应管VT1因栅极负电位绝 对值增大而截止。
• 晶体管VT2导通，电阻R4的电 压增大。
• 555定时器的引脚4电位上升为 高电平，多谐振荡器振荡，引 脚3输出脉冲信号，VD闪烁。
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任务5.1 湿敏传感器应用案例分析
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5.2.3育秧棚湿度指示器电路
电路结构 • 传感器件：湿敏电阻RH。 • 测量电路：直流电桥。 • 信号处理电路：电压比较器IC。 • 执行电路：晶体管 VT1、VT2
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湿敏传感电路 盆花缺水指示电路
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湿敏传感电路 环境湿度监测电路
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项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作
课程标准-传感器技术及应用 (2)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《传感器技术及应用》课程标准课程名称：传感器技术及应用课程类型：专业基础课总学时：64学时学分：4指定人：贾卫坊审核人：适用专业：应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术制订时间：2014年7月30日(一)课程性质和任务1.课程性质：本课程是应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术等专业职业技术课，，是在学生学习完《电子技术基础一》、《电子技术基础二》、《电路分析基础》等相关课程后开设的。
其主要包括传感器的认识、结构原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与设计。
2.课程标准设计思路：本课程讲解的内容以实用为主，原理分析通俗易懂。
各章节中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。
课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。
据本课程的教学目标，以各种测量手段为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。
由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定应采用新的评价方式。
3.课程任务：通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本结构和使用方法。
初步具备实用传感器的应用和电路制作技能，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。
（二）课程目标1.职业知识：●传感器的静态特性、动态特性与技术指标●电阻传感器原理与应用●电感传感器原理与应用●电容传感器原理与应用●光电（光纤、光栅）传感器原理与应用●磁电式传感器与霍尔传感器●压电式传感器原理与应用●半导体物性传感器●温度检测系统●压力检测系统●液位测检系统●流量检测系统●传感器在汽车上的应用2.职业技能：●测量误差与数据处理●传感器的标定和校准●应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。
KC04060106-m06-湿敏传感器的检测电路学习辅导.
基于单片机的湿度传感器设计与实现一、系统方案1. 系统功能本文设计的湿度传感器应具备以下功能：（1）能够感受环境中的湿度变化。
（2）能够将环境中的湿度变化转化为电信号。
（3）系统能够对采集到的湿度信号进行分析处理。
（4）能够将环境中的湿度以相对湿度的形式显示出来便于观察记录。
（5）系统反应快、灵敏度高、稳定性好，具有一定的抗干扰能力。
（6）电路简单，操作方便、性价比高、实用性强。
根据系统功能要求，湿度传感器系统图包含以下模块：2. 系统组成模块(1) 信号采集模块设计本设计为智能式湿度传感器的设计，信号采集模块主要是用于测量环境中湿度变化，并将湿度变化转变成电信号的变化。
因此，我们需要一个湿度传感器。
和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。
每提高—个百分点．对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。
因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。
例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元，而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元，相差近百倍。
所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。
如中、低温段(0一80％RH)为±2％RH，而高湿段(80—100％RH)为±4％RH。
而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。
如在不同温度下使用湿度传感器．其示值还要考虑温度漂移的影响。
众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。
温度每变化0.1℃。
将产生0.5％RH的湿度变化(误差)。
使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。
因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话，奢谈测湿精度将失去实际意义。
所以控湿首先要控好温，这就是大量应用的往往是温湿度—体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。
多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，±5％RH的精度就足够了。
传感器与传感电路技术课件 5.1 湿敏传感器认知
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湿敏传感电路
育秧棚湿度指示电路
项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作
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湿敏传感电路
感知模块
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传感电路的结构
感知模块：湿度传感器，检测被测对象湿度。
信号处理模块
信号处理模块：对检测信号进行转换、放大等处
检测原理：
• 利用吸湿性盐类潮解，离子电导率发生变化进行湿
度检测。
• Li+对水分子的吸引力强，其溶液中离子导电能力与
浓度成正比。
• 环境相对湿度高时，溶液吸收水分，使Li+浓度降低，
电阻率增高。
•
环境相对湿度低时，溶液中Li+浓度升高，其电阻
率下降。
项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作
5.1 湿敏传感器认知
特性要求：
• 应适合于在宽温、湿范围内使用。
• 具有测量精度高、使用寿命长、互换性好、耐
污染、稳定性好、响应速度快、重现性好、灵
敏度高、线性好、温度系数小、工艺简单、易
于批量生产、转换电路简单、成本低、抗腐蚀、
耐低温和高温等特性。
项目5 湿敏传感器应用电路设计或制作
5.1 湿敏传感器认知
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5.1.3 典型湿敏传感器
3.电容式湿敏传感器
主要产品：薄片状电容式湿敏传感器。
原理：
湿敏电容
• 利用湿敏元件的电容值随湿度变化的原理进行
湿敏传感器
• 四、温度补偿：
•
通常氧化物半导体陶瓷湿敏电阻温度系数为0.1～0.3，
在测湿精度要求高的情况下必须进行温度补偿。
• 决策与计划 • 粮食含水量不同，电导率也不同。 检测粮食含水量是将两根金属探头插入 粮食中，当粮食含水量越高时，电导率 越大，两根金属探头间的阻值就越小； 反之，阻值就越大。通过检测两根金属 探头间阻值的变化，就能测出粮食含水 量的大小。 • 由于粮仓环境洁净，水分检测 连续，结合湿敏传感器相关知识，这里 选用高分子电容湿敏传感器作为环境湿 度检测传感器。
• 3.后续电路：
• 150V电压加在RAB上，产生以内的电流，经运放输出 小于2V的电压，由7106模数转换器转换为数字量后在 显示器上显示。 • 4.校正：
• （1）零点校正：将A、B开路，即两金属棒完全分开， 此时RAB无穷大，调节RP1使显示值为零；
• （2）满度校正：将A、B短路，即两金属棒连接在一 起，相当于粮食完全浸泡在水中，此时RAB阻值为零， 调整RP2使显示值为100• 一、电源选择：
• 湿敏电阻必须工作在交流回路中。若用直流供电， 会引起多孔陶瓷表面结构改变，湿敏特性变劣；若交流 电源频率过高，由于元件的附加容抗而影响测湿灵敏度 和准确性。因此应以不产生正、负离子积聚为原则，使 电源频率尽可能低。对于离子导电型湿敏元件，电源频 率一般以1kHz为宜。对于电子导电型湿敏元件，电源频 率应低于50Hz。
• 1.检测电路： • 图中A、B为两根金属探头，插入粮 食中，来检测两探头间粮食的阻值RAB。 由于阻值很大，因此间距要小，一般设 置为2毫米。 • 2.高压电源： • 由于RAB通常在几十兆欧～几百兆 欧之间，因此供电电源要用高压才能流 过电流。图中由时基电路7555组成无稳 自激振荡器，产生矩形脉冲，经升压变 压器Tr提高振幅20倍，然后通过整流电 路输出约150V电压。
传感器与检测技术实训三气敏、湿敏传感器
第2章 电阻式传感器
好好休息
第2章 电阻式传感器 3、化学实验室有害气体鉴别
下图所示为有害气体鉴别器的电路。MQS2B是烟雾、 有害气体传感器，平时阻值较高（10kΩ左右）。当有 烟雾或有害气体进入时，阻值急剧下降。
第2章 电阻式传感器
MQS2B的A、B两端电压下降时，＋12V电压经 MQS2B的压降减少，使得B的电压升高，经电阻R1和 RP分压、R2限流加到开关集成电路TWH8778的⑤端。 当⑤端电压达到预定值时，①、②两端导通。
高分子式 光纤湿敏传感器 界限电流式湿敏传感器 二极管式、石英振子、SAW式、微波式、热导式等
湿敏传感器的分类
第2章 电阻式传感器
电阻式湿敏传感器
电阻式湿敏传感器是利用器件电阻值随湿度 变化的基本原理来进行工作的，其感湿特征量 为电阻值。
根据使用感湿材料的不同，电阻式湿敏传感 器可分为： 电解质式(氯化锂） 陶瓷式 高分子式
第2章 电阻式传感器
这些气敏元件全部附有加热器，它的作用是使 附着在探测部分处的油雾、尘埃等烧掉，同时加速 气体氧化还原反应，从而提高元件的灵敏度和响应 速度，一般加热到200℃～400℃。
第2章 电阻式传感器
◎气敏元件的基本测量电路 半导体式气敏传感器
的基本测量电路主要包 括两部分：即气敏元件 的加热回路和测试回路。
第2章 电阻式传感器
气敏、湿敏电阻式传感器
☆气敏电阻传感器
利用半导体气敏元件同气体接触，造成半导体性质变化， 借此来检测待定气体的成分或者测量其浓度的传感器的总称。
气敏传感器主要用于工业上天然气、煤气、石油化工等部 门的易燃、易爆、有毒、有害气体的监测、预报和自动控制。
气敏电阻的材料是金属氧化物
传感器技术及应用：湿度传感器
湿度传感器
图4-9 婴儿尿湿报警器电路原理图
30
湿度传感器
内容二 尿湿报警器的制作与调试 1. 制作准备 制作婴儿尿湿报警器所需元器件清单见表4-1。
31
湿度传感器 32
湿度传感器
2. 制作、调试过程 (1) 制作湿度传感器。 (2) 设计电路布局图。 (3) 焊接元器件。 (4) 检查。焊接完成后先自查，后请教师检查。 (5) 通电并调试电路。
24
湿度传感器
4. 红外吸收法 水分对波长为1.94 μm的红外射线吸收较强，并且可用几 乎不被水分吸收的1.81 μm波长作为参比。由上述两种波长的 滤光片对红外光进行轮流切换，根据被测物对这两种波长的 能量吸收的比值便可判断含水量。
25
湿度传感器
5. 微波吸收法 水分对波长为1.36 cm附近的微波有显著的吸收现象，它 比植物纤维对此波段的吸收要大几十倍。利用这一原理可构 成测木材、烟草、粮食、纸张等物质中含水量的仪表。采用 微波法要注意的是被测物料的密度对检测结果的影响。使用
37
湿度传感器
图4-12 敦煌莫高窟壁画
38
湿度传感器
本任务所使用的是AM1001湿度传感器模块，可以从网 上购买。湿度传感器模块是相对湿度传感器与电路一体化的 产品，如图4-13所示。
39
湿度传感器
图4-13 AM1001湿度传感器模块
40
湿度传感器 41
湿度传பைடு நூலகம்器
本任务要制作的电路实物图如图4-14所示，从电池正极 出来首先接三端稳压块7805，从7805出来后接AM1001的黄 色引线，黄色引线后接LED，其中AM1001的红、黑线分别 接电源正负极。
9
内容二
传感器与检测技术项目式教程项目4湿敏电阻传感器的调试
图4-1 湿敏电阻结构示意图 图4-2 氯化锂湿敏元件湿度—电阻特性曲线 1—引线 2—基片 3—感湿层 4—金属电极
• 2半导体陶瓷湿敏电阻 • 半导体陶瓷湿敏电阻通常是用两种以上的金属氧 化物半导体材料混合烧结而成的多孔陶瓷。
• ① ZnO-CR2O3陶瓷湿敏元件
• ② MgCR2O4-TiO2湿敏元件
图2-51气敏元件的基本测量电路
图2-52 气敏元件输出电压与温度的关系
• （三）气敏电阻元件的种类 • 气敏电阻元件种类很多，按制造工艺上分烧结型、薄膜型、 厚膜型。 • 1烧结型气敏元件 • 将元件的电极和加热器均埋在金属氧化物气敏材料中，经 加热成型后低温烧结而成。目前最常用的是氧化锡(SnO2) 烧结型气敏元件，用来测量还原性气体。
项目4 湿敏电阻传感器的调试
• 项目描述 • 本项目调试一台湿敏电阻传感器。 • 湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、 电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感 湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时， 元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测 量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用 的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。 当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化， 使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。 • 知识和能力目标； 掌握湿敏电阻结构、工作原理、特性及应用。 掌握气敏电阻工结构、工作原理、特性及应用。
• 3.金属氧化物膜型湿敏传器 • 二氧化铁、三氧化二铝、氧化镁等金属氧化物的细粉吸附 水分后有极快的速干特性，利用这种现象可以研制生产出 多种金属氧化物膜型湿敏电阻式传感器。
图4-5金属氧化物膜型湿敏传感器结构 图4-6高分子湿敏电容传感器 1-基片2-电极3-金属氧化物膜4-引脚
湿敏传感器的原理和应用
湿敏传感器的原理和应用简介湿敏传感器（Humidity Sensor）是一种用来感测环境湿度变化的传感器。
它可以将湿度信息转换成电信号，常见的应用包括气象观测、室内环境监测和工业控制等领域。
本文将介绍湿敏传感器的工作原理和常见的应用场景。
工作原理湿敏传感器根据材料在不同湿度下的电学特性变化原理来进行湿度测量。
一般来说，湿敏传感器由感湿元件和信号处理电路两部分组成。
感湿元件感湿元件通常采用一种特殊的湿敏材料，它的电阻或电容随着湿度的变化而发生改变。
最常见的湿敏材料包括聚合物、陶瓷和纳米材料等。
当湿敏材料吸湿或失湿时，其内部结构会发生变化，导致电阻或电容的变化。
信号处理电路湿敏传感器的信号处理电路主要负责将感湿元件产生的变化信号转换成相应的湿度数值。
一般来说，信号处理电路会将传感器输出的电信号进行放大、滤波和可视化处理。
最终得到的数据可以通过数字或模拟接口输出。
应用场景湿敏传感器在各个领域有广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用场景：1.气象观测：湿敏传感器可以被用于测量空气中的相对湿度，这对于气象观测和天气预报非常重要。
通过配合其他传感器，可以得到更准确的气象数据。
2.室内环境监测：湿敏传感器可以被用于室内环境监测系统中，实时监测室内湿度的变化。
这对于维持室内舒适度、防止霉菌生长以及保护物品有重要作用。
3.农业领域：湿敏传感器可以被用于农田灌溉系统中，根据土壤湿度的变化来自动进行灌溉控制。
这可以提高农作物的生长效果，同时节省水资源。
4.智能家居：湿敏传感器可以被用于智能家居系统中，监测居住环境中的湿度变化。
通过智能家居控制中心，可以实现对加湿器、抽湿机等设备的智能控制。
5.工业应用：湿敏传感器可以被用于工业过程控制中，监测生产环境的湿度变化。
这对于某些工艺过程的稳定性和质量控制非常重要。
总结湿敏传感器是一种广泛应用于各个领域的传感器，其工作原理基于湿敏材料的电学特性变化。
通过信号处理电路的处理，可以将湿度信息转换成相应的数字或模拟信号输出。
基于湿度传感器的测量电路设计
基于湿度传感器的测量电路设计1.实验目的:1.掌握传感器选择的一般设计方法；2.掌握测量电路的设计方法；3.掌握DXP绘图软件应用；4.培养综合应用所学知识来指导实践的能力;2.实验任务：1.制作湿度传感器；2.将输入湿度信号转换成电压输出；3．实验原理：3.1基本原理：3.1.1湿度传感器人类的生存和社会活动与湿度密切相关。
随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。
由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。
和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。
除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。
在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制技术紧密结合着。
测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。
湿敏元件是最简单的湿度传感器。
湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。
湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。
当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。
湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。
本实验选用HS1101电容湿度传感器。
在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
涉及如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号时，常用两种方法:一是将HS1101置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中，所产生的正弦波电压信号经整流、直流放大、再A/D转换为数字信号;另一种是将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，可直接被计算机所采集。
几乎所有的传感器都存在时漂和温漂。
由于湿度传感器必须和大气中的水汽相接触，所以不能密封。
这就决定了它的稳定性和寿命是有限的。
一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期负责重新标定。
KC04060204-m06-电阻式湿敏传感器的检测电路学习辅导.
电阻式湿敏传感器的检测电路由电容测量电路和89C51单片机控制系统结合组成118 路高分子电容式湿敏元件自动测量仪, 通过对电路采取多路电容公共连接点接大地、温度补偿和提高振荡频率等措施后, 测量绝对精度可达±0. 04pF.高分子电容式湿敏元件( 以下简称湿敏电容) 是当今国内外湿敏元件领域研究的热点之一, 但湿敏电容湿度校正、标定要比温度敏感元件温度校正、标定困难得多, 这是因为厂家所提供的湿敏电容一致性较差, 主要表现在: ①电容量分散性大, 在25 ℃下, 容量分布在30～70 pF 之间; ②相对湿度变化引起电容变化量不等, 不同电容变化量从0. 04 ～0. 12pF . 因此湿度测量电路的调试十分困难, 解决的办法是在标准的温湿度控制箱内对湿敏电容逐个进行标定, 以得到该传感器的响应特性曲线 . 由人工来完成这一工作是困难的。
针对该项目,我们研制了多路湿敏电容自动测量仪, 该仪器和PC 机配合可在13 s 内完成某一湿度下118 路湿敏电容的测量和记录。
测量电路1.电源检测物联网应用技术专业教学资源库第1页/共3页一切电阻式湿度传感器都必须使用交流电源，否则性能会劣化甚至失效。
电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的，在直流电源作用下，正、负离子必然向电源两极运动，产生电解作用，使感湿层变薄甚至被破坏；在电源作用下，正负离子往返运动，不会产生电解作用，感湿层不会被破坏。
交流电源的频率选择是，在不产生正、负离子定向积累情况下尽可能低一些。
在高频情况下，测试引线的容抗明显下降，会把湿敏电阻短路。
另外，湿敏膜在高频下也会产生集肤效应，阻值发生变化，影响到测湿灵敏度和准确性。
2.典型电路电阻式湿度传感器，其测量电路主要有两种形式：(1)电桥电路振荡器对电路提供交流电源。
电桥的一臂为湿度传感器由于湿度变化使湿度传感器的阻值发生变化，于是电桥失去平衡，产生信号输出，放大器可把不平衡信号加以放大，整流器将交流信号变成直流信号，有直流毫安表显示。
KC04060106-m03-湿敏传感器的检测电路课程教案
【素质目标】
1. 具备与工作伙伴的沟通交流能力，具备团队工作、协调能力。
2. 具备善于观察、学习和思考，系统分析解决问题的能力，成员间的沟通、协调能力。
教学重点
教学难点
【教学重点】
1. 了解常用湿敏传感器的系统方案。
2. 掌握湿敏传感器的软件系统设计。
【教学难点】
二、
（1）使用DHT11智能式湿度传感器感受环境中的湿度变化转变为湿度信号，此信号为数字信号，简化了硬件电路的对模数转换设计部分同时也简化了软件编程
（2）DHT11通过它的一条数据线与PIC单片机的数据接口相连，将采集到的湿度信号送入PIC单片机
（3）PIC单片机收到信号后，对其进行分析、处理，得到准确可靠的湿度数据
教 案
任务一 湿敏传感器的检测电路
教师姓名
授课形式
授课时数
授课日期
授课班级
班月日第周（周）第节
知识点
教学目标
知识点：湿敏传感器的检测电路
【知识目标】
1. 了解常用湿敏传感器的系统方案。
2. 掌握湿敏传感器设计与制作。
3. 掌握湿敏传感器的软件系统设计。
【能力目标】
1. 能够根据需要选择合理湿敏传感器检测电路。
掌握湿敏传感器的硬件设计与制作。
使用教具
传感器检测实训室、电脑、投影仪等。
课外作业
备注
授课主要内容或板书设计
一、
本文设计的湿度传感器应具备以下功能：
（1） 能够感受环境中的湿度变化。
（2） 能够将环境中的湿度变化转化为电信号。
（3） 系统能够对采集到的湿度信号进行分析处理。
（4） 能够将环境中的湿度以相对湿度的形式显示出来便于观察记录。
传感器应用技术项目三湿度检测传感器
5. 湿度传感器测量方法 目前湿度测量方案最主要的有两种：干湿球测湿法，电子式湿度传感器测湿法。
（1）干湿球测湿法的维护相当简单，在实际使用中，只需定期给湿球加水及更换湿球 纱布即可。干湿球测湿法不会产生老化，精度下降等问题，所以干湿球测湿方法更适合于 在高温及恶劣环境的场合使用。
干湿球湿度计测量湿度是 18 世纪就发明的测湿方法，历史悠久，使用最普遍，它用干 湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必须达到 2.5m/s 以上。 普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有 5~7%RH。 （3）干湿球湿度计使用方法 分别读出干球和湿球的温度，再对比干湿球相对湿度表查出相对湿度。干湿 球相对湿度表请参考课本表 3-2 所示。
在海岛、矿区或烟尘多的地方，湿球纱布容易被盐、油、烟尘等污染，应缩短更换纱布 的期限。
④水杯中的蒸馏水要时常添满，保持洁净，一般每周更换一次。
任务实施
［活动1］ ［活动2］
检查材料清单并自制一个简单干湿球湿度计
用自制的干湿球湿度计和MC湿度计测量环 境湿度并作比较
（1）材料清单 材料清单请参考课本表３-３. （2）简单自制干湿球湿度计
（2）干湿球湿度计工作原理 在同一温度下，空气中的相对湿度越小，湿棉纱布中的水分蒸发越快，吸收热量就越多，
温度下降得越多，湿度球温度计的读数就越小，干、湿球温度计的温差越大；空气中的相对 湿度越大，湿绵纱布中的水分蒸发越慢，吸收的热量就越少，温度下降得少，湿度球温度计 的读数就越大，干、湿球温度计的温差越小。
（1）陶瓷湿度传感器湿度特性 1）感湿特性：如图 3-10（a）所示是陶瓷湿度传感器的湿度特性，可知有两种不同的感湿材料， I 型材料在低湿领域敏感度高，II 型材料则成线性变化。由图可以看出，陶瓷材料湿度传感器的感 湿范围涵盖了 1％ RH 的低湿度到 100％RH 的高湿度。
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知识点4 湿敏传感器的测量电路
1、检测电路的选择
（2） 温度补偿
湿度传感器具有正或负的温度系数，其温度系数大 小不一，工作温区有宽有窄。所以要考虑温度补偿问题。
（3） 线性化
湿度传感器的感湿特征量与相对湿度之间的关系 不是线性的，这给湿度的测量、控制和补偿带来了困难。 需要通过一种变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系 线性化。
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项目二 机械手按压工件压力检测
主讲：XXX 学校：XXX
直流毫安表显示。振荡器和放大器都由9V直流电源供给。电桥法适合于
氯化锂湿度传感器。
电桥测湿电路框图
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知识点4 湿敏传感器的测量电路
2、典型电路
（2）欧姆定律电路
此电路适用于可以流经
较大电流的陶瓷湿度传感器。 由于测湿电路可以获得较强信
号，故可以省去电桥和放大器，
可以用市电作为电源，只要用 降压变压器即可。其电路图如 图。
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知识点4 湿敏传感器的测量电路
2、典型电路
（3）带温度补偿的温度测量电路
在实际应用中，需要同时考虑对湿度传感器进行线性处理和温度补 偿，常常采用运算放大器构成湿度测量电路。下图为湿度测量电路中Rt 是热敏电阻器(20kΩ，B=4100K)；RH为H204C湿度传感器，运算放大器型 号为LM2904。该电路的湿度电压特性及温度特性表明：在(30％～90 ％)RH、15℃～35℃范围内，输出电压表示的湿度误差不超过3％RH。
项目二 机械手按压工件压力检测
知识点4 湿敏传感器的测量电路
主讲：XXX 学校：XXX
任务三
湿敏传感器在环境中的湿度检测
知识点4 湿敏传感器的测量电路
1、检测电路的选择 （1）电源选择
一切电阻式湿度传感器都必须使用交流电源，否 则性能会劣化甚至失效。
电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的，在直 流电源作用下，正、负离子必然向电源两极运动，产生电解 作用，使感湿层变薄甚至被破坏；在交流电源作用下，正负 离子往返运动，不会产生电解作用，感湿膜不会被破坏。 交流电源的频率选择是，在不产生正、负离子定向积累 情况下尽可能低一些。在高频情况下，测试引线的容抗明显 下降，会把湿敏电阻短路。另外，湿敏膜在高频下也会产生 集肤效应，阻值发生变化，影响到测湿灵敏度和准确性。
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知识点4 湿敏传感器的测量电路
1、检测电路的选择
（1）电桥电路
电阻式湿度传感 器，其测量电路 主要有两种形式:
（2）欧姆定律电路
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知识点4 湿敏传感器的测量电路
2、典型电路
（1）电桥电路
振荡器对电路提供交流电源。电桥的一臂为湿度传感器，由于湿度
变化使湿度传感器的阻值发生变化，于是电桥失去平衡，产生信号输出， 放大器可把不平衡信号加以放大，整流器将交流信号变成直流信号，由