湿敏传感器
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结露或潮解状态下，也难以检测。另外，不能将湿敏电容 直接浸入水中或长期用于结露状态，也不能用手摸或用嘴 吹其表面。
• 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。
检查与评价
• 1、一般在常温洁净环境，连续使用的场 合，应选择高分子湿度传感器。这类传 感器精度高，稳定性好。 • 2、在高温恶劣环境，应选用加热清洗的 陶瓷湿度传感器。这类传感器耐高温， 通过定期清洗能除去吸附在敏感体表面 的灰尘、气体、油雾等杂物，使性能恢 复。
湿敏传感器未来的发展前景
• 传感器在科学技术领域、工农业生产 以及日常生活中发挥着越来越重要的作 用。人类社会对传感器提出的越来越高 的要求是传感器技术发展的强大动力， 而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强 的后盾。 随着科技的发展，传感器也在 不断的更新发展
• 1、开发新型传感器
• 2、集成化、多功能化、智能化
• 3、新材料开发 • 4、新工艺的采用
5、智能材料
半 导 体 陶 瓷 湿 敏 传 感 器
• 组成：由多孔感湿陶瓷薄片的两面加上两个电极，再焊出引线； 外面围绕镍镉加热丝，并由引脚引出；把它们固定在绝缘陶瓷底 座上组成的。
• 工作原理：当环境湿度发生改变时，多孔感湿陶瓷吸湿，电阻值 随之变化。为了防止电阻极化，测量时必须是交流。另外，在高 温、高湿环境下，要定期加热清洗，使传感器恢复性能。
• 二、线性化处理：
• 一般湿敏元件的特性均为非线性，为准确地获得湿 度值，要加入线性化电路，使输出信号正比于湿度的变 化。
• 湿敏传感器的使用
• 三、测量湿度范围：
•
电阻式湿敏元件在湿度超过95％RH时，湿敏膜因湿
润溶解，厚度会发生变化，若反复结露与潮解，特性将变 坏而不能复原。
•
电容式湿敏元件在80％RH以上高湿及100％RH以上
• 工作原理：当环境相对 湿度增大时，环境气氛 中的水分子沿着电极的 毛细微孔进入感湿膜面 被吸附，使两块电极之 间的介质相对介电常数 大为增加（水的相对介 电常数为80），所以电 容量增大。而感湿膜只 有一层呈微孔结构的薄 膜，因此吸湿和脱湿容 易。因此这类传感器的 响应速度快。
电容湿敏传感器结构示意图
• 二、高分子电容湿敏传感器： • 电容式湿敏传感器是利用湿敏元件的电容 值随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。 这类湿敏元件实际上是一种吸湿性电介质材料
的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器。吸
湿件电介质材料(感湿材料)主要有高分子聚合
物(例如乙酸—丁酸纤维求和乙酸—丙酸纤维
素)和金属氧化物(例如多孔氧化铝)等。
湿敏传感器
任务1 环境湿度检测
湿度传感器是基于某些材料能产生与湿度有关的 物理效应或化学反应，将湿度的变化转换成某个电
量的变化的器件。按输出电量可以分为电阻型、电
容型和频率型等；按敏感材料的性质可分为电解质 型、陶瓷型、有机高分子型、半导体型等。
常见湿敏电阻外形
• 常见湿敏电容
• 一、高分子电阻湿敏传 感器： • 1、结构示意图：如右图 所示。 • 2、组成：由感湿层、电 极和具有一定机械强度 的绝缘基片等组成。 • 3．工作原理：高分子电 解质感湿材料吸收水分 后引起两电极间电阻的 变化，将相对湿度的变 化转换成电阻阻值的变 化。
电容湿度传感器应用电路
• 上图中IC1及外围元件组成多谐振荡器， 产生触发IC2的脉冲。IC2和电容式湿度 传感器及外围元件组成可调宽的脉冲发 生器，其脉冲宽度取决于湿度传感器的
电容大小。调宽脉冲从IC2的9脚输
出．经R5、C2滤波后成为直流信号输出，
它正比于空气的相对湿度。
粮食含水量检测电路
• 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。
检查与评价
• 1、一般在常温洁净环境，连续使用的场 合，应选择高分子湿度传感器。这类传 感器精度高，稳定性好。 • 2、在高温恶劣环境，应选用加热清洗的 陶瓷湿度传感器。这类传感器耐高温， 通过定期清洗能除去吸附在敏感体表面 的灰尘、气体、油雾等杂物，使性能恢 复。
湿敏传感器未来的发展前景
• 传感器在科学技术领域、工农业生产 以及日常生活中发挥着越来越重要的作 用。人类社会对传感器提出的越来越高 的要求是传感器技术发展的强大动力， 而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强 的后盾。 随着科技的发展，传感器也在 不断的更新发展
• 1、开发新型传感器
• 2、集成化、多功能化、智能化
• 3、新材料开发 • 4、新工艺的采用
5、智能材料
半 导 体 陶 瓷 湿 敏 传 感 器
• 组成：由多孔感湿陶瓷薄片的两面加上两个电极，再焊出引线； 外面围绕镍镉加热丝，并由引脚引出；把它们固定在绝缘陶瓷底 座上组成的。
• 工作原理：当环境湿度发生改变时，多孔感湿陶瓷吸湿，电阻值 随之变化。为了防止电阻极化，测量时必须是交流。另外，在高 温、高湿环境下，要定期加热清洗，使传感器恢复性能。
• 二、线性化处理：
• 一般湿敏元件的特性均为非线性，为准确地获得湿 度值，要加入线性化电路，使输出信号正比于湿度的变 化。
• 湿敏传感器的使用
• 三、测量湿度范围：
•
电阻式湿敏元件在湿度超过95％RH时，湿敏膜因湿
润溶解，厚度会发生变化，若反复结露与潮解，特性将变 坏而不能复原。
•
电容式湿敏元件在80％RH以上高湿及100％RH以上
• 工作原理：当环境相对 湿度增大时，环境气氛 中的水分子沿着电极的 毛细微孔进入感湿膜面 被吸附，使两块电极之 间的介质相对介电常数 大为增加（水的相对介 电常数为80），所以电 容量增大。而感湿膜只 有一层呈微孔结构的薄 膜，因此吸湿和脱湿容 易。因此这类传感器的 响应速度快。
电容湿敏传感器结构示意图
• 二、高分子电容湿敏传感器： • 电容式湿敏传感器是利用湿敏元件的电容 值随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。 这类湿敏元件实际上是一种吸湿性电介质材料
的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器。吸
湿件电介质材料(感湿材料)主要有高分子聚合
物(例如乙酸—丁酸纤维求和乙酸—丙酸纤维
素)和金属氧化物(例如多孔氧化铝)等。
湿敏传感器
任务1 环境湿度检测
湿度传感器是基于某些材料能产生与湿度有关的 物理效应或化学反应，将湿度的变化转换成某个电
量的变化的器件。按输出电量可以分为电阻型、电
容型和频率型等；按敏感材料的性质可分为电解质 型、陶瓷型、有机高分子型、半导体型等。
常见湿敏电阻外形
• 常见湿敏电容
• 一、高分子电阻湿敏传 感器： • 1、结构示意图：如右图 所示。 • 2、组成：由感湿层、电 极和具有一定机械强度 的绝缘基片等组成。 • 3．工作原理：高分子电 解质感湿材料吸收水分 后引起两电极间电阻的 变化，将相对湿度的变 化转换成电阻阻值的变 化。
电容湿度传感器应用电路
• 上图中IC1及外围元件组成多谐振荡器， 产生触发IC2的脉冲。IC2和电容式湿度 传感器及外围元件组成可调宽的脉冲发 生器，其脉冲宽度取决于湿度传感器的
电容大小。调宽脉冲从IC2的9脚输
出．经R5、C2滤波后成为直流信号输出，
它正比于空气的相对湿度。
粮食含水量检测电路