湿敏传感器
湿 敏 传 感 器
7 .0 6 .5 6 .0 5 .5 5 .0 4 .5 4 .0 40
吸附 脱附 1 5℃
电阻值的对数 /
50 60 70 80 相对 湿度 / %RH
90
半导体陶瓷湿敏电阻
• 电阻率随湿度增加而下降，称为负特性湿 敏半导体陶瓷，电阻率随湿度增加而增大， 称为正特性湿敏半导体陶瓷
塑料外壳 滤网 陶瓷烧结元件
氯化锂湿敏电阻
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， 如图所示。
氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体，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。
1 4
2 3 1 —引线 ；2 —基片 ； 3 —感湿 层；4 —金电 极
＋
RP 100 k
C1 10
＋
47 k
* R2
A
多孔金电极
引线
树脂固封
MCS型Fe3O4湿敏器件
电阻 / a b c d e 5℃ 1 5℃ 2 5℃ 3 5℃ 4 5℃
6 10
a b c d e5 104 103 10 2040
60
80
相对湿度 / %RH
直读式湿度计
• 直读式湿度计电路，其中RH为氯化锂湿 度传感器。 由V1、V2、T1等组成测湿电 桥的电源，其振荡频率为250～1000 Hz。 电桥输出经变压器T2, C3耦合到V3，经V3 放大后的信号， 由VD1～VD4桥式整流后， 输入给微安表，指示出由于相对湿度的 变化引起电流的改变，经标定并把湿度 刻划在微安表盘上， 就成为一个简单而 实用的直读式湿度计了。
(6) 湿 敏 传 感 器
湿敏电阻传感器-概述
湿敏电阻传感器概述
湿敏电阻传感器概述
湿敏电阻传感器又名为电阻型高分子湿度传感器，简称湿敏电阻，是一种新型的湿度敏感元件同时是湿度传感器的一种。
也是我们日常中说的湿度传感器。
它采用功能高分子膜涂敷在带有导电电极陶瓷衬底上，形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件，导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率。
一、特点：
具有体积小，感湿范围宽，响应速度快，抗污染能力强，抗结露，灵敏度高，性能稳定可靠，性价比高，低漂移、高精度、一致性好等特点。
二、适用范围：
电子、纺织、仓储、烟草、制药、气象、医疗设备等行业；
电子万年历、温湿度表、加湿器、除湿机、空调、微波炉、玩具及工艺品，以及其他需湿度测量的场所等产品。
湿敏传感器的工作原理和应用
湿敏传感器的工作原理和应用湿敏传感器是一种能够感知空气中湿度的电子传感器，通常被广泛应用于湿度监测、空气质量检测、自动化控制以及制造业等领域。
在本文中，我们将会探讨湿敏传感器的工作原理、种类以及应用。
工作原理湿敏传感器是基于一种叫做“湿度电阻效应”的物理现象工作。
这种物理现象描述了在潮湿的环境中，湿度会使存在于传感器的电极之间的电阻值发生变化。
具体来说，当湿度升高时，介电常数会增加，电容也会随之增加，电阻值也会降低。
不同的湿敏传感器在感知湿度方面会使用不同的电化学材料和技术。
最常见的湿敏传感器类型是基于陶瓷材料的。
这种传感器通过将一些特定的陶瓷材料制成颗粒或薄膜电阻，然后将其部署在传感器的指定位置上，来展现湿度电阻效应。
种类目前市场上有许多不同种类的湿敏传感器，可以分为几大类：1.电容式湿敏传感器：这种传感器通常较为精准，可以在 3-5% RH 的范围内测量湿度。
其测量范围一般在 0-100% RH 之间。
2.电阻式湿敏传感器：这种传感器通常采用硬度、易加工、低成本和优良的温度稳定性的陶瓷材质。
其测量范围一般在 0-100% RH 之间。
3.表面声波湿敏传感器：这种传感器通过振荡表面上含水的粒子，来感知相对湿度。
它可以精确测量相对湿度，范围在 0-100% RH 之间。
4.纳米湿敏传感器：这种传感器基于纳米技术，可以使用非常小的电极和材料来感知湿度。
它通常应用在需要精确度、运行速度快以及对设备体积要求严格的场景中。
应用湿敏传感器广泛应用于多个行业和应用领域。
例如：1.室内空气质量管理：湿敏传感器可以使用在室内环境监测系统中，感知当前的空气湿度，从而优化空气处理系统的运作。
2.制造业和工程：湿敏传感器可以应用在制造过程和工程中，帮助检测和控制相对湿度。
这对于涂装、贮存等行业来说尤为重要。
3.医疗监测：湿敏传感器可以应用在医疗监测设备中，帮助记录患者面对的不同湿度条件。
这对于鼓励康复和提高治疗效果十分重要。
湿敏电容传感器的应用原理
湿敏电容传感器的应用原理1. 什么是湿敏电容传感器？湿敏电容传感器，也称为湿度传感器，是一种用于测量空气中湿度水分含量的电子器件。
它通过测量电容值的变化来判断湿度的变化，并将湿度变化转化为电信号输出。
2. 湿敏电容传感器的工作原理湿敏电容传感器是基于电容原理的测湿器件，其工作原理如下：•电容的定义：电容是指电子设备或电子元件之间的存储电荷能力，一般用C来表示，单位为法拉（F）。
•电容和间隙之间的关系：一对平行的导体板之间有一层绝缘物质时，形成一个电容。
电容的大小与导体板的面积、导体间距和绝缘材料的介电常数有关。
•湿敏电容传感器的结构：湿敏电容传感器通常由两个导电板组成，它们之间的间隙充满了吸湿材料。
当吸湿材料吸收水分时，会导致间隙的电容值发生变化。
3. 湿敏电容传感器的应用领域湿敏电容传感器在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：3.1 空调系统•监测空气中湿度的变化，以便调节空调温度和湿度，提供舒适的室内环境。
3.2 农业领域•用于测量土壤湿度，帮助农民合理浇水，提高农作物的产量和质量。
3.3 粮食储存•湿敏电容传感器可用于监测粮食仓库中的湿度，预防粮食受潮、发霉等问题。
3.4 医疗行业•应用于计算机化的患者监护设备中，用于测量患者的呼吸湿度，监测患者的呼吸情况。
3.5 工业控制•用于测量加工环境中的湿度，监控湿度变化并进行相应的调节，保证生产过程的稳定性和质量。
4. 湿敏电容传感器的优势和不足湿敏电容传感器具有许多优点，但也存在一些不足之处。
4.1 优势•灵敏度高：能够准确测量微小的湿度变化。
•快速响应：湿敏电容传感器的响应速度很快，能够迅速反应湿度的变化。
•成本低廉：相较于其他湿度传感器，湿敏电容传感器的制造成本较低。
•小巧便携：湿敏电容传感器体积小，重量轻，便于安装和携带。
•低功耗：湿敏电容传感器在工作时所需的电能较少，能够节省能源。
4.2 不足•数字输出需要进行模数转换：湿敏电容传感器一般输出模拟信号，如果需要数字输出，需要将模拟信号转换成数字信号。
湿敏传感器工作原理
湿敏传感器工作原理
湿敏传感器是一种用于检测环境湿度的传感器。
其工作原理基于湿度对特定材料的电学性质的影响。
湿敏传感器一般由两个电极、一个或多个感湿材料以及一个外壳组成。
感湿材料通常是一种亲水性高的聚合物，如改性聚醚硅橡胶。
当环境中的湿度变化时，感湿材料会吸湿或释湿，导致其电阻值发生变化。
具体来说，湿敏传感器的两个电极与感湿材料在电的连接上并行排列。
当环境湿度低时，感湿材料中的水分含量较低，电阻较大。
而当环境湿度增加时，感湿材料中的水分含量增加，导致材料的电导率增加，电阻减小。
通过测量电阻的变化，就可以反映出环境湿度的变化。
一般来说，湿敏传感器的电阻与湿度之间存在着一定的线性关系。
因此，可以通过校准传感器并使用一定的算法来将电阻值转换成湿度值。
湿敏传感器可广泛应用于气候监测、室内湿度调节控制、农业、仓储、电子设备和医疗设备等领域。
湿敏传感器的原理与应用
湿敏传感器的原理与应用1. 引言湿敏传感器是一种常见的电子元件，能够感知周围环境的湿度变化，并将其转化为电信号输出。
湿敏传感器的原理与应用广泛，被广泛应用于工业领域、家用电器控制、气候监测等领域。
本文将介绍湿敏传感器的工作原理以及其应用场景。
2. 湿敏传感器的工作原理湿敏传感器的工作原理基于材料的湿度敏感性，当环境湿度发生变化时，其电阻值也会相应改变。
湿敏传感器通常由两个电极间隔一个可以吸湿的电介质组成。
当环境湿度升高时，电介质吸湿，导致电极之间的电阻值减小；相反，当环境湿度降低时，电介质的脱湿导致电极间的电阻值增加。
3. 湿敏传感器的应用场景湿敏传感器可以应用于各个领域，以下列举了几个常见的应用场景：•工业领域–空气调节和湿度控制：湿敏传感器可用于工厂的空调系统和湿度调节装置，实现自动湿度控制，提高生产效率。
–湿度计和报警系统：湿敏传感器可用于监测工业环境中的湿度，并在湿度超出预定范围时发出警报，保证生产质量和安全。
•家用电器控制–空气净化器：湿敏传感器可以监测室内空气中的湿度，根据湿度变化自动调节净化器的运行模式，提供更加舒适的环境。
–墙面湿度控制：湿敏传感器安装在墙壁上，监测室内湿度，当湿度超过设定值时，自动启动除湿装置。
•气候监测–温室控制：湿敏传感器可用于温室中的湿度控制，根据湿度变化自动开启/关闭喷雾系统，为植物提供适宜的生长环境。
–水域监测：湿敏传感器可用于监测水域中的湿度，及时发现水体污染情况。
•医疗领域–呼吸器患者监测：湿敏传感器可用于监测患者的呼吸湿度，辅助医生判断患者的健康状况。
•农业领域–农作物灌溉：湿敏传感器可以监测土壤湿度，根据湿度变化自动控制灌溉系统，提供适宜的水分供给。
4. 湿敏传感器的优势和不足•优势–灵敏性高：湿敏传感器对湿度变化非常敏感，能够在短时间内实时检测到湿度的变化。
–高精度：湿敏传感器能够提供较为精确的湿度测量结果。
–低功耗：湿敏传感器通常采用低功耗设计，提高使用寿命。
湿敏电阻式传感器的用途
湿敏电阻式传感器的用途湿敏电阻式传感器是一种用于测量环境湿度的传感器。
它是由一种特殊的材料制成的，当材料中含有水分时，其电阻值会发生变化，进而通过测量电阻值的变化来反映环境的湿度水平。
湿敏电阻式传感器使用广泛，以下是其主要用途的详细介绍。
1. 家用电器湿敏电阻式传感器常被用于家用电器中，如空调、除湿机、加湿器等，用于监测并控制设备工作环境的湿度。
通过湿敏电阻式传感器，这些电器可以实时感知环境湿度的变化，并根据需要自动调整工作状态，以提供更加舒适的使用体验。
2. 农业领域湿敏电阻式传感器在农业领域中的应用广泛。
农田灌溉系统中，湿敏电阻式传感器可用于测量土壤湿度，以判断灌溉水的需求量。
此外，湿敏电阻式传感器还可用于温室和植物生长环境的监测，及时掌握环境湿度变化，为农作物生长提供良好的湿度条件。
3. 医疗健康在医疗健康领域，湿敏电阻式传感器也有一定的应用。
例如，可以将湿敏电阻式传感器嵌入护理床垫中，用于监测患者的出汗情况，通过分析湿敏电阻值的变化，来判断患者的身体健康状况。
此外，湿敏电阻式传感器还可用于制作一些特殊的医用设备，如呼吸机，用于监测呼吸气中的湿度，以确保患者得到安全有效的治疗。
4. 工业制造在工业制造领域中，湿敏电阻式传感器被广泛应用于湿度控制系统中。
例如，湿敏电阻式传感器可以被安装在生产线上，监测生产环境中的湿度变化，并根据实时数据自动调整设备的工作状态，保证生产环境的湿度在适宜的范围内。
此外，湿敏电阻式传感器还可用于控制一些对湿度要求较高的工艺过程，如涂装、干燥等。
5. 环境监测湿敏电阻式传感器在环境监测领域中也有着重要的应用。
例如，可以将湿敏电阻式传感器布置在城市空气湿度监测站中，用于监测城市空气中的湿度情况，为城市空气质量检测提供重要的数据参考。
此外，湿敏电阻式传感器还可用于监测室内环境湿度，为室内空气质量改善提供数据支持。
综上所述，湿敏电阻式传感器具有广泛的应用领域，包括家用电器、农业、医疗健康、工业制造和环境监测等。
湿敏传感器
湿度：是指大气中的水蒸气含量。
表示方法：
1： 绝对湿度 含义：是指一定温度和压力条件下，每单位体积的混合气体 所 含水蒸气的质量。 单位：g/m3
符号：AH
2：相对湿度 含义：是指气体绝对湿度与同一温度下达到 饱和状态的绝对湿度之比。
符号：%RH 注意：它是指大气的潮湿程度，是一 个无量纲的量 在实际生活中多用相对湿度这一概念
理想、
半导体陶瓷湿敏电阻
用两种以上金属氧化物半导体材料混合烧结 而成为多孔陶瓷
分类：
1负特性湿敏半导瓷的导电机理 ZnO—LiO2—V2O5系、 Si—Na2O—V2O5系、 Ti O2—MgO—Cr2O3系， 几种材料的电阻率随湿 度增加而下降。 2正特性湿敏半导瓷的导电机理 Fe3O4的电阻率随湿度 增加而增大，湿敏器件 由基片、电 极和感湿膜组成，
湿敏传感器：是能够感受外界温度变化，并通过器件 材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号 的器件。
应用：工业（纺纱厂、织布厂） 农业（良种培育、人工大棚） 国防（通讯 电子半导体） 科技（制药厂） 生活（家庭加湿器）
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。
特性曲线如下图所示：
特性曲线如下图所示：
典型半导瓷湿敏元件
（3） 四氧化三铁湿敏元 件 构成：基片、电极、感湿膜
工作原理：
当空气湿度增大时，四氧化三铁胶膜吸湿2由于水分子的附 着，强化颗粒之间的接触，降低颗粒间的电阻和增加更多 的导流通路。所以元件阻值减小。 当处于干燥环境中时，胶膜脱湿，颗粒间接触面积减小， 遇见阻值增大。 优点：在常温、常湿下性能比较稳定，有较强的抗结露能力测 湿范围广，有较一致的湿敏特性和较好的温度—湿度特性。 缺点：其有较明显的湿滞现象，响应时间长。 湿滞现象：湿敏元件吸湿和脱湿的响应时间各不相同， 它们的特性曲线也不相同，一般总是，脱湿比吸湿迟后， 我们称这一特性为湿滞现象。
湿敏传感器用途
湿敏传感器用途湿敏传感器是一种能够检测和测量环境湿度的装置，被广泛应用于各个领域中。
它通过感知湿度的变化，将湿度信号转化为电信号，从而实现对湿度的监测和控制。
湿敏传感器具有灵敏度高、响应速度快、精度高等特点，因此在许多行业中都有重要的用途。
在气象领域中，湿敏传感器被广泛应用于气象站和气象观测设备中。
通过监测湿度的变化，可以获取到空气中的水分含量信息，从而预测天气状况、气候变化等。
湿敏传感器的高精度和快速响应能力，可以提供准确的湿度数据，为气象预测和气候研究提供重要的参考依据。
在农业领域中，湿敏传感器被广泛应用于农作物的生长环境监测和控制中。
湿敏传感器可以实时监测土壤湿度，从而帮助农民合理安排灌溉和施肥。
通过合理控制土壤湿度，可以提高农作物的产量和品质，减少水资源的浪费，实现农业的可持续发展。
在工业生产中，湿敏传感器也发挥着重要的作用。
许多工业生产过程中需要控制湿度，以保证产品的质量和生产效率。
湿敏传感器可以实时监测生产环境中的湿度变化，并通过自动控制系统进行湿度调节，从而确保产品的质量和稳定性。
例如，在电子产品的生产中，湿敏传感器可以监测生产车间中的湿度，以避免湿度过高导致电子元件的损坏。
在生活中，湿敏传感器也有一些实用的应用。
例如，在室内环境监测中，湿敏传感器可以监测室内的湿度变化，帮助人们判断室内空气的湿度是否适宜，从而调节空调和加湿器的工作状态，提供舒适的生活环境。
湿敏传感器作为一种能够检测和测量环境湿度的装置，在各个领域中发挥着重要的作用。
无论是气象预测、农业生产、工业生产还是日常生活，湿敏传感器都能够提供准确的湿度数据，帮助人们实现对湿度的监测和控制。
随着科技的不断发展，湿敏传感器的应用领域将会越来越广泛，为我们的生活带来更多的便利和舒适。
湿敏传感器实训报告
一、引言湿敏传感器是一种能够检测和响应环境湿度变化的传感器。
随着电子技术的不断发展，湿敏传感器在工业、农业、气象、医疗等领域得到了广泛的应用。
为了提高我们对湿敏传感器的了解和实际操作能力，我们进行了为期一周的湿敏传感器实训。
本文将详细记录实训过程，分析实训结果，并对实训进行总结。
二、实训目的1. 理解湿敏传感器的工作原理和结构特点；2. 掌握湿敏传感器的安装、调试和测试方法；3. 了解湿敏传感器在实际应用中的优缺点；4. 培养团队协作和动手实践能力。
三、实训内容1. 湿敏传感器原理及结构（1）原理：湿敏传感器基于湿度对电阻值的影响，通过检测电阻值的变化来感知环境湿度。
（2）结构：湿敏传感器主要由感湿元件、测量电路和信号处理电路组成。
2. 湿敏传感器的安装与调试（1）安装：根据实际需求，将湿敏传感器安装在合适的位置，确保传感器能够正常感知环境湿度。
（2）调试：调整测量电路参数，使传感器输出信号稳定可靠。
3. 湿敏传感器的测试（1）测试环境：搭建测试平台，包括温湿度控制器、数据采集器和计算机。
（2）测试方法：在测试平台上，分别设置不同的湿度环境，观察湿敏传感器的输出信号变化，分析传感器的性能。
4. 湿敏传感器在实际应用中的优缺点（1）优点：湿敏传感器具有体积小、响应速度快、成本低等优点。
（2）缺点：湿敏传感器受温度、湿度等因素影响较大，易受污染，稳定性较差。
四、实训过程及结果1. 湿敏传感器原理及结构学习通过查阅资料和课堂讲解，我们了解了湿敏传感器的工作原理和结构特点。
2. 湿敏传感器的安装与调试在指导老师的带领下，我们学会了湿敏传感器的安装和调试方法。
在安装过程中，我们注意了以下几点：（1）选择合适的安装位置，确保传感器能够正常感知环境湿度；（2）连接测量电路，调整参数，使传感器输出信号稳定可靠。
3. 湿敏传感器的测试我们搭建了测试平台，对湿敏传感器进行了测试。
在测试过程中，我们观察到以下现象：（1）在干燥环境下，湿敏传感器的输出信号较低；（2）在潮湿环境下，湿敏传感器的输出信号较高；（3）湿敏传感器的响应速度较快，能够在短时间内感知环境湿度变化。
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。
湿敏传感器工作原理
湿敏传感器工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠湿敏传感器的工作原理。
你说这湿敏传感器啊，就像是一个特别敏感的“湿度小精灵”。
它呀，对周围环境的湿度变化那叫一个敏感哟！就好像我们人对天气的冷热有感觉一样。
想象一下，湿敏传感器就像是一个小小的侦探，时刻在监测着空气中的水分含量。
它里面有一些特别的材料，这些材料会根据湿度的不同而发生变化。
比如说，湿度变高了，这些材料可能就会膨胀或者电阻发生改变；要是湿度降低了，它们又会有不一样的反应呢。
这不就跟咱人一样嘛，热了会出汗，冷了会打哆嗦。
湿敏传感器就是通过这些细微的变化来感知湿度的。
而且啊，它的反应速度还挺快的，一旦湿度有了一点点波动，它马上就能察觉到，真的特别厉害呀！你想想看，在我们的日常生活中，湿敏传感器的作用可大了呢！比如在一些需要控制湿度的地方，像仓库啦、温室啦，它就能派上大用场。
它能告诉人们湿度是不是合适，需不需要调整。
这就好像你有一个贴心的小助手，时刻帮你留意着周围的情况。
还有啊，在一些对湿度要求很高的设备里，湿敏传感器也是不可或缺的。
要是没有它，说不定那些设备就不能正常工作啦！它就像是一个默默无闻的守护者，虽然我们平时可能不太注意到它，但它却一直在那里发挥着重要的作用呢。
湿敏传感器的种类也有不少呢！有的很简单，有的就比较复杂啦。
但不管是哪种，它们的目的都是一样的，就是要准确地检测出湿度的变化。
这就像是不同的人有不同的性格，但大家都在为了生活努力奋斗一样。
哎呀，说了这么多，你是不是对湿敏传感器的工作原理有了更清楚的了解啦？反正我是觉得它真的很神奇呢！它能让我们更好地掌握周围环境的湿度情况，让我们的生活变得更加舒适和便利。
所以说啊，科技的力量真的是不容小觑呀！湿敏传感器虽然看起来小小的，但它却有着大大的能量。
它让我们的生活变得更加美好，难道不是吗？你们说呢？原创不易，请尊重原创，谢谢!。
3.3湿敏传感器
一、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：
m 100% M v 100% V
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：
电容—湿度特性 其电容随着环境温度的增加而增 加，基本上呈线性关系。
C/pF 350 （f=1.5MHZ）
300
250 200
0
50
100
相对湿度/%
电容—湿度特性
湿敏电容外形
现了湿度的测量。
2、半导瓷湿敏电阻 利用半导体陶瓷材料制成的陶瓷湿度传感器。具有许多优 点：测湿范围宽；工作温度高；响应时间较短；精度高；抗 污染能力强，工艺简单，成本低廉。
1－ZnO-LiO2-V2O5系 2－Si-Na2O-V2O5系 3－TiO2-MgO-Cr2O3系
2、半导瓷湿敏电阻 利用半导体陶瓷材料制成的陶瓷湿度传感器。具有许多优 点：测湿范围宽；工作温度高；响应时间较短；精度高；抗 污染能力强，工艺简单，成本低廉。 （1）结构
108 107
106
105 104
103
0
R(Ω)
RH(%) 20 40 60 80 100 120
3、湿敏电容
电容式高分子湿度传感器，其上部多孔质的金电极可使 水分子透过，水的介电系数比较大。感湿高分子材料的介
电常数并不大，当水分子被高分子薄膜吸附时，介电常数 发生变化。所以根据电容量的变化可测得相对湿度。
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； m v V ——待测空气的总体积； V ρv——待测空气的绝对湿度。
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。
湿敏传感器
2.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
谢谢观赏
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湿敏传感器
• 学号： 20102003673 • 姓名：刘广雨
1.湿敏传感器介绍
定义 • 特性参数随环境湿 度变化而明显变化 的敏感元件 特点 • 响应时间短 • 湿滞回差小 • 制造简单 • 易于集成化 • 成本低
2.湿敏传感器的用途
• 工业、农业、气象、医疗以及日常生活等方面都得到 了广泛的应用，特别是随着科学技术的发展，对于湿 度的检测和控制越来越受到人们的重视并进行了大量 的研制工作。
实验二十七 湿敏传感器实验
实验二十七湿敏传感器实验一、实验目的：了解湿敏传感器的原理及应用范围。
二、实验仪器：湿敏传感器、湿敏座、干燥剂、棉球。
三、实验原理：湿度是指大气中水份的含量，通常采用绝对湿度和相对湿度两种方法表示，湿度是指单位窨体积中所含水蒸汽的含量或浓度，用符号AH 表示，相对湿度是指被测气体中的水蒸汽压和该气体在相同温度下饱和水蒸汽压的百分比，用符号％RH 表示。
湿度给出大气的潮湿程度，因此它是一个无量纲的值。
实验使用中多用相对湿度概念。
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，本实验所采用的属水分子亲和力型中的高分子材料湿敏元件。
高分子电容式湿敏元件是利用元件的电容值随湿度变化的原理。
具有感湿功能的高分子聚合物，例如，乙酸－丁酸纤维素和乙酸－丙酸比纤维素等，做成薄膜，它们具有迅速吸湿和脱湿的能力，感湿薄膜覆在金箔电极（下电极）上，然后在感湿薄膜上再镀一层多孔金属膜（上电极），这样形成的一个平行板电容器就可以通过测量电容的变化来感觉空气湿度的变化。
四、实验内容与步骤1．湿敏传感器实验装置如图27-1 所示，红色接线端接+5V 电源，黑色接线端接地，蓝色接线端和黑色接线端分别接频率/转速表输入端。
频率/转速表选择频率档。
记下此时频率/转速表的读数。
图27-12．将湿棉球放入湿敏腔内。
并插上湿敏传感器探头，观察频率/转速表的变化。
3．取出湿纱布，待数显表示值下降回复到原示值时，在干湿腔内被放入部分干燥剂，同样将湿度传感器置于湿敏腔孔上，观察数显表头读数变化。
五、实验报告输出频率f 与相对湿度RH 值对应如下，参考下表，计算以上三种状态下空气相对湿度。
0102030405060708090 RH（%）7351722471006976685367286600646863306186 Fre（Hz）。
电容湿敏传感器的工作原理
电容湿敏传感器的工作原理
电容湿敏传感器的工作原理是:
1. 传感器中有一对电极板,构成一个电容器。
2. 电极板外表面覆盖一层吸湿材料,通常是陶瓷或聚合物。
3. 当空气湿度增加时,吸湿材料会吸收水分子。
4. 水分子的介电常数远大于空气,使电容器的电容量增加。
5. 随着湿度的增大,电容量持续增加。
相反,电容量会随着湿度下降而减小。
6. 将电容器连接在电路中,通过测量电容的变化检测湿度变化。
7. 一般采用电桥电路或振荡电路将电容转换为电频率或电压信号。
8. 然后将该信号输入微控制器,按一定映射关系换算湿度数值。
9. 微控制器显示传感器检测到的相对湿度数据。
10. 根据传感器电容与湿度之间已建立的映射关系,实现湿度的测量。
湿敏传感器
★ 相对湿度----
空气中所含水蒸气分压和在相同温 度下饱和水蒸气分压之比。
其定义为： 相对湿度=
( Pv ) 100 %RH Pw
Pv 为空气温度为t℃时的空气水蒸气分压；
Pw 为空气温度为t℃时的饱和水蒸气分压．
1.2 湿敏传感器特性参数
☆ 湿度量程:在规定的精度内能够测量的最大范围。
☆ 感湿特性:表示感湿特征量 （电阻）随被测相对湿度
1.3 半导体陶瓷湿敏电阻
半导体陶瓷湿敏电阻是由不同类型的金属氧化物 材料烧结而成。有负湿敏特性和正湿敏特性两类。
1 半导体陶瓷湿敏电阻工作机理
(1) 负湿敏特性的半导体陶瓷导电机理
当水分子在半导体表面吸附时，将从半导体陶瓷 表面俘获电子，使其表面带负电。
半导体若为Ｐ型，由于表面电势下降，从而有更 多的空穴到达其表面，使表面层的电阻下降。
图8.14 烧结型半导体陶瓷湿敏元件结构
（2）涂覆膜型Fe3O4湿敏元件 ,由金属氧化 物微粒经过堆积、粘结而成的材料;
（3）ZnO-Cr2O3陶瓷湿敏元件，其结构是将 多孔材料的电极烧结在多孔陶瓷圆片的两 表面上，并焊上铂引线，然后将敏感元件 装在有网眼过滤的方形塑料盒中并用树脂 固定。
传感器技术及应用
传感器技术及应用
湿敏传感器
1.1 湿度表示方法
★ 湿度------是指大气中所含的水蒸气量, 常用 绝对湿度、相对湿度表示。
★ 绝对湿度：单位体积空气里所含水蒸气质量
定义式为
Mv
V
Mv为待测空气的水蒸气质量； V为待测空气的总体积；ρ 为待测空气的绝对湿度其单位为 g m3 或 mg m3
半导体若为Ｎ型，水分子的吸附同样使表面电势下 降，使表面层电子耗尽，并吸引更多的空穴到达其 表面，这也使Ｎ型半导体表面电阻下降。
2024年湿敏传感器市场前景分析
2024年湿敏传感器市场前景分析引言湿敏传感器是一种用于检测和测量湿度水平的传感器。
它在各种应用领域中发挥着重要作用，包括气象学、农业、工业和医疗保健等。
本文将分析湿敏传感器市场的前景，并探讨其潜在的增长机会。
市场规模和趋势湿敏传感器市场在过去几年中呈现出稳定增长的趋势。
据市场研究公司的数据显示，2019年湿敏传感器市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将增长至XX亿美元。
这表明湿敏传感器市场具有巨大的发展潜力。
市场增长的主要驱动因素之一是不断增长的需求。
随着可穿戴设备、智能家居和工业自动化等领域的快速发展，对湿敏传感器的需求不断增加。
此外，卫生保健行业对湿敏传感器的需求也在不断增长，特别是在医院和实验室等场所。
另一个推动市场增长的因素是技术的进步。
湿敏传感器的性能和精确度不断提高，同时降低了制造成本。
这使得湿敏传感器更易于应用于各个领域，从而推动市场的发展。
市场应用领域湿敏传感器在多个行业中都有广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：气象学湿敏传感器在气象学中的应用非常重要。
它们用于测量和监测大气湿度，从而帮助气象学家预测天气变化和制定相关的预警措施。
农业湿敏传感器在农业领域中的应用也非常广泛。
它们可以监测土壤湿度，从而帮助农民合理安排灌溉和施肥时间，提高农作物的产量和质量。
工业湿敏传感器在工业中的应用主要是用于监测和控制湿度水平。
例如，在纺织工业中，湿敏传感器可用于检测纺织品的湿度，以确保产品质量达到标准。
医疗保健湿敏传感器在医疗保健行业中的应用也越来越多。
它们可以用于监测患者的皮肤湿度和呼吸湿度，帮助医生对患者进行有效的治疗和护理。
市场前景及潜在增长机会湿敏传感器市场有着广阔的前景和潜在的增长机会。
以下是几个主要的增长机会：新兴市场需求增加随着新兴市场的快速发展，特别是亚太地区和拉丁美洲地区，对湿敏传感器的需求将大幅增加。
这些地区的工业和农业领域需要更多的湿敏传感器来改善生产效率和产品质量。
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定义式为：绝对湿度=Mv/V 式中：Mv——待测空气中的水气质量；
V——待测空气的总体积。
2Hale Waihona Puke 相对湿度一台湿度计正在记录相对湿度相对湿度是绝对湿度与
最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。
相对湿度为100%的空气是饱和的空气。相对湿度是50%
的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。
104
103 102
101 -20 0 20 40 温度/℃
60 80 100
8
9
湿度及其表示
1. 绝对湿度
绝对湿度：绝对湿度是一定体积的空气中含有的
水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度 的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只 有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿 度的量随温度而变化，在不同的温度中绝对湿度也 不同，因为随着温度的变化空气的体积也要发生变 化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随温度的变化 10 就越小。
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，
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。
23
thank you!
愿大家天天好心 情！
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中使用。 ❖（4）不收尘埃附着的影响。 ❖（5）工作可靠，互换性好，使用寿命长。 ❖（6）制作简单，价格便宜。
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湿敏传感器的应用要求
❖通常，理想的湿敏传感器的特性要求是，适用于在宽 温、湿范围内使用，测量精确度要高；使用寿命长， 稳定性好；响应速度快，湿滞回差小，重现性好；灵 敏度高，线形好，温度系数小；制造工艺简单，易于 批量生产，转换电路简单，成本低；抗腐蚀，耐低温 和高温特性等。
湿度传感器
1
什么是湿度:空气中水蒸气含量多少 的物理量，空气中含有水分的多少 ，即空气的干湿程度，叫湿度。
与我们密切相关：
农业:大棚, 蘑菇
工业: 电子工艺, 纺织
物资存储:粮食,文物图书
生活：舒适 40％－ 70％
健康：干燥 呼吸道疾病
潮湿 关节炎
2
应用: 半导体净化车间
3
应用: 温室
4
应用: 气象
玉山
5
应用: 文物保护: 敦煌
6
应用: 健康
玉山
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8.2.1 湿度定义：饱和蒸汽压
温度 水饱和蒸汽 ℃ 压(pa) -20 103 -10 256 0 611 10 1227 20 2338 30 4245 40 7381 60 19934 100 101325
水饱和蒸汽压(pa) 106
105
湿敏传感的分类
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电阻式湿敏传感器
❖ 电阻式湿度传感器是利用湿敏元件的电气 特性（如电阻值），随湿度的变化而变化的 原理进行湿度测量的传感器，湿敏元件一般 是在绝缘物上浸渍吸湿性物质，或者通过蒸 发、涂覆等工艺制各一层金属、半导体、高 分子薄膜和粉末状颗粒而制作的，在湿敏元 件的吸湿和脱湿过程中，水分子分解出的离 子H+的传导状态发生变化，从而使元件的电 阻值随湿度而变化。
水气压。
相对湿度也可定义为气体的绝对湿度 Pa与同一湿度下达到饱和状态的绝对
湿度Ps的百分比，其定义式为
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3. 露点湿度
保持压力一定而降温，使混合气体中的水蒸气达到饱和 而开始结露或结霜时的温度称为露点温度（单位为℃），通 常简称为露点。空气的相对湿度越高，就越容易结霜。混合 气体中的水蒸气压，就是在该混合气体中露点温度下的饱和 水蒸气压，因此，通过测定空气露点的温度，就可以测定空 气的水蒸气压。
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常用的湿敏电阻式传感器主要有：金属氧化物陶瓷
湿敏电阻式传感器、金属氧化物膜型湿敏电阻式传感器、高分子材料湿 敏电阻式传感器等。
在现代工业中使用的湿敏电阻式传感器大多 是：水分子亲和力型湿敏电阻式传感器、他们将湿度的变化转化为阻
抗或电容的变化后输出。
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氯化锂湿敏电阻
氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，离子导电率发
通常情况下，将露点温度与霜点温度通称为露点。也有 的时候根据水的状态在0℃有一个分界点，把0℃以上称为露 点，0℃以下称为霜点
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对湿敏传感器的基本要求
❖湿度传感器通常应满足如下要求： ❖（1）能满足所要求的湿度测量范围，且响应迅速。 ❖（2）在各种气体环境中的特性稳定。 ❖（3）受温度的影响小，能在﹣30~100℃的环境温度
相对湿度超过100%的空气中的水蒸气一般凝结出来。随
着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在
同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。
因此在提供相对湿度的同时也必须提供温度的数据。通
过相对湿度和温度也可以计算出露点。
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定义式为：相对湿度=（Pv/Pw）t 式中：Pv——待测空气的水气分压； Pw——与待测空气同温度时水的饱和
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湿度电阻传感器的结构
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湿度电阻结构示意图
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❖ 最早人们用头发随湿度变化而伸长或缩短现象做 毛发湿度计，逐渐有了电阻湿度计，半导体湿度 计是近年来才出现的。近几年出现的半导体湿敏 传感器和MOS型湿敏电阻式传感器已达到较高水 平，且工作范围宽、响应速度快、环境适应能力 强等特点
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