湿度传感器原理与应用ppt课件
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湿敏电阻式传感器PPT课件
金属氧化物陶瓷湿敏电阻式 传感器是当今湿敏电阻式传 感器的发展方向，近几年世 界上许多国家通过各种研究 发现了不少能作为电阻型湿 度多孔陶瓷的材料，如二氧 化锡-三氧化二铝-二氧化钛、 氧化镍。
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/31
可编辑
金属氧化物膜型湿敏电阻式传感器 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。将调制好的 金属氧化物的糊状物 加工在陶瓷基片及电 极上，采用烧结或烘 干的方法使其固化成 膜。这种膜可以吸附 或释放水分子而改变 其电阻。
湿度的表示方法
绝对湿度 相对湿度
绝对湿度： 一定温度和压力下，每单位体
积中所含水蒸汽的质量。
g/m3,AH
相对湿度：气体的绝对湿度与同一温度下达到
饱和状态下的绝对湿度之比。
湿敏电阻传感器的分类
尺寸变化式湿敏电阻式传感器、电解质湿敏 电阻式传感器、高分子材料湿敏式电阻传感 器、金属氧化物薄膜型湿敏电阻式传感器、 金属氧化物陶瓷湿敏电阻式传感器、硒膜水 晶振子湿敏电阻式传感器 热敏电阻式湿敏电阻式传感器、红外线吸收 式湿敏电阻式传感器、微波式湿敏电阻式传 感器、超声波式湿敏电阻式传感器
湿敏电阻式传感器
姓名：王圣朝 专业：电气自动化 班级：2班 学号：20102003719
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
thank you!
愿您天天好心 情！
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金属氧化物膜型湿敏电阻式传感器 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。将调制好的 金属氧化物的糊状物 加工在陶瓷基片及电 极上，采用烧结或烘 干的方法使其固化成 膜。这种膜可以吸附 或释放水分子而改变 其电阻。
湿度的表示方法
绝对湿度 相对湿度
绝对湿度： 一定温度和压力下，每单位体
积中所含水蒸汽的质量。
g/m3,AH
相对湿度：气体的绝对湿度与同一温度下达到
饱和状态下的绝对湿度之比。
湿敏电阻传感器的分类
尺寸变化式湿敏电阻式传感器、电解质湿敏 电阻式传感器、高分子材料湿敏式电阻传感 器、金属氧化物薄膜型湿敏电阻式传感器、 金属氧化物陶瓷湿敏电阻式传感器、硒膜水 晶振子湿敏电阻式传感器 热敏电阻式湿敏电阻式传感器、红外线吸收 式湿敏电阻式传感器、微波式湿敏电阻式传 感器、超声波式湿敏电阻式传感器
湿敏电阻式传感器
姓名：王圣朝 专业：电气自动化 班级：2班 学号：20102003719
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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湿度传感器的分类及工作原理
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
（4）结露传感器
传
结露传感器一般不用于测湿，而作为提供开关信号
感 的结露信号器，用于自动控制或报警，主要用于磁带录
器 像机、照相机和高级轿车玻璃的结露检测及除露控制。
原
理
及
应
用
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
感
电容式湿敏传感器是利用湿敏元件的电容值
器 随湿度变化的原理进行湿度测量的传感器。这类
原 湿敏元件实际上是一种吸湿性电介质材料的介电
理 常数随湿度而变化的薄片状电容器。吸湿件电介
及 质材纤维求和乙酸—丙酸纤维素)和金属氧化
用 物(例如多孔氧化铝)等。
模块三 湿度传感器及其应用 3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
传
湿度传感器种类很多，没有统一分类标准。
感 按探测功能来分，可分为绝对湿度型、相对湿
器 度型和结露型；按传感器的输出信号来分，可
原 分为电阻型、电容型和电抗型，电阻型最多，
理 及 应 用
电抗型最少；按湿敏元件工作机理来分，又分 为水分子亲和力型和非水分子亲和力型两大类， 其中水分子亲和力型应用更广泛；按材料来分， 可分为陶瓷型、有机高分子型、半导体型和电
HDP-07系列结露传感器(如图3-7所示)是基于独特设
传
计的电阻元件，热硬化性树脂结构，通过自身的阻
感
值变化去测量或预测空气的结露，在相对湿度
器
93%RH的时候阻值会变得很大，适合做湿度开关用。
原
理
及
应
用
模块三 湿度传感器及其应用
3.1.2 湿度传感器的分类及工作原理
土壤湿度传感器培训课件
根据土壤湿度传感器的数据，分析土壤湿度变化趋势，判断土壤湿度是否适宜作物生长。
数据应用
根据土壤湿度数据，指导灌溉、施肥等农业管理措施，提高作物产量和品质，同时节约水资源和肥料资源。
04
土壤湿度传感器维护与保养
定期检查
定期检查土壤湿度传 感器的外观，确保没 有明显的破损或变形 。
定期检查传感器的线 路连接，确保没有松 动或断路。
无线传输与远程监控
智能化与自动化
传感器集成更多的智能化功能，如自 动校准、自动报警等，降低人工干预 ，提高工作效率。
通过引入无线通信技术，实现对土壤 湿度数据的远程传输和实时监控，方 便用户随时随地了解土壤湿度情况。
应用领域拓展
01
02
03
精准农业
随着精准农业的发展，土 壤湿度传感器在农田灌溉 、作物生长监测等方面的 应用越来越广泛。
土壤湿度传感器培训课件
汇报人： 2023-12-28
目录
• 土壤湿度传感器概述 • 土壤湿度传感器应用 • 土壤湿度传感器使用方法 • 土壤湿度传感器维护与保养 • 土壤湿度传感器发展趋势与展
望
01
土壤湿度传感器概述
土壤湿度传感器定义
01
土壤湿度传感器是一种用于测量 土壤中水分含量的装置，通常由 传感器探头和数据处理单元组成 。
电导率型
通过测量土壤的电导率 来推算土壤湿度，适用
于砂质土壤和粘土。
频率传输型
通过测量土壤的介电常 数来推算土壤湿度，适
用于各种土壤类型。
电阻型
通过测量土壤的电阻来 推算土壤湿度，适用于
砂质土壤和粘土。
热传导型
通过测量土壤的热传导 率来推算土壤湿度，适
用于各种土壤类型。
数据应用
根据土壤湿度数据，指导灌溉、施肥等农业管理措施，提高作物产量和品质，同时节约水资源和肥料资源。
04
土壤湿度传感器维护与保养
定期检查
定期检查土壤湿度传 感器的外观，确保没 有明显的破损或变形 。
定期检查传感器的线 路连接，确保没有松 动或断路。
无线传输与远程监控
智能化与自动化
传感器集成更多的智能化功能，如自 动校准、自动报警等，降低人工干预 ，提高工作效率。
通过引入无线通信技术，实现对土壤 湿度数据的远程传输和实时监控，方 便用户随时随地了解土壤湿度情况。
应用领域拓展
01
02
03
精准农业
随着精准农业的发展，土 壤湿度传感器在农田灌溉 、作物生长监测等方面的 应用越来越广泛。
土壤湿度传感器培训课件
汇报人： 2023-12-28
目录
• 土壤湿度传感器概述 • 土壤湿度传感器应用 • 土壤湿度传感器使用方法 • 土壤湿度传感器维护与保养 • 土壤湿度传感器发展趋势与展
望
01
土壤湿度传感器概述
土壤湿度传感器定义
01
土壤湿度传感器是一种用于测量 土壤中水分含量的装置，通常由 传感器探头和数据处理单元组成 。
电导率型
通过测量土壤的电导率 来推算土壤湿度，适用
于砂质土壤和粘土。
频率传输型
通过测量土壤的介电常 数来推算土壤湿度，适
用于各种土壤类型。
电阻型
通过测量土壤的电阻来 推算土壤湿度，适用于
砂质土壤和粘土。
热传导型
通过测量土壤的热传导 率来推算土壤湿度，适
用于各种土壤类型。
湿度传感器ppt课件
电容式湿度传感器
二、湿度及湿度传感器
1、湿度及其表示方法 2、湿度传感器及其特性参数 3、湿度传感器的分类
1、湿度及其表示方法
❖ 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在 其周围的大气里总是含有或多或少的水汽。
❖ 大气中含有水汽的多少，表示大气的干、
湿程度，用湿度来表示，也就是说，湿度是 表示大气干湿程度的物理量。 ❖ 大气湿度有两种表示方法：绝对湿度与相 对湿度。
2） 感湿特征量—相对湿度特性曲线
❖ 每一种湿敏元件都有其感湿特征量，如电 阻、电容、电压、频率等。
感湿特性曲线
❖ 湿敏元件的感湿特征量随 环境相对湿度变化的关系 曲线，称为该元件的感湿 特征量 —相对湿度特性曲 线，简称感湿特性曲线。
❖ 人们希望特性曲线应当在
全量程上是连续的，曲线
各处斜率相等，即特性曲
❖ 湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一
定比例关系的电量输出的器件式装置。
❖ 主要特性参数有：
①湿度量程 ②感湿特征量 ③灵敏度 ④湿度温度系数 ⑤响应时间 ⑥湿滞回线和湿滞回差
1) 湿度量程
❖ 保证一个湿敏器件能够正常工作所允许环 境相对湿度可以变化的最大范围，称为这 个湿敏元件的湿度量程。
❖ 湿度量程越大，其实际使用价值越大。理 想的湿敏元件的使用范围应当是0－100％ RH的全量程。
❖ 根 据 道 尔 顿 分 压 定 律 ， 空 气 中 压 强 P＝Pa 十 PV(Pa为干空气分压，PV为湿空气气压)和理想状 态方程，又可将相对湿度用分压表示： 相对湿度＝ (PV/PW)×100%RH 式中：PV一待测气体的水汽分压； Pw一 同一温度下水蒸汽的饱和水汽压。
2、湿度传感器及其特性参数
K2O一Fe2O3湿度敏感器件的响应特性曲线
《湿度传感器》PPT课件
典型应用：冷藏 烘干 气象监测 电池供电系统 OEM组件
深圳市深新晖电子有限公司 湿度传感器
特点： 采用有机高分子材料的一种新型的湿度 敏感元件， 具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强， 无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。 湿度传感元件通过分布在底层电极之上的湿敏高分子， 形成湿度元件的电阻变化导致相关的湿度变化。
要求
掌握：湿度表示法 电解质湿度传感器 陶瓷湿度传感器 高分子湿度传感器
了解：湿度传感器的主要参数 湿度传感器的测量电路
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
深圳市深新晖电子有限公司 湿度传感器
特点： 采用有机高分子材料的一种新型的湿度 敏感元件， 具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强， 无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。 湿度传感元件通过分布在底层电极之上的湿敏高分子， 形成湿度元件的电阻变化导致相关的湿度变化。
要求
掌握：湿度表示法 电解质湿度传感器 陶瓷湿度传感器 高分子湿度传感器
了解：湿度传感器的主要参数 湿度传感器的测量电路
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
传感器技术及应用：湿度传感器
29
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
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
湿度传感器原理
湿度传感器原理
湿度传感器基于电容或电阻原理来测量空气中的湿度。
其中，电容湿度传感器利用空气中水汽对电容器的介电常数的影响来测量湿度；电阻湿度传感器则利用空气中的湿度改变其电阻值来进行湿度测量。
在电容湿度传感器中，传感器通常由两个电极构成，两个电极之间有一个电介质。
当空气中的湿度发生变化时，水蒸汽会吸附在电介质上，从而改变电介质的介电常数。
介电常数与湿度之间存在一定的关系，通过测量电容器的电容值变化，就可以推算出空气的湿度。
而在电阻湿度传感器中，传感器通常由一个感湿元件以及一个与之并联的电阻构成。
感湿元件通常是由可导电的材料制成，当空气中的湿度发生变化时，感湿元件会吸附或释放水汽，从而改变其电阻值。
通过测量电阻值的变化，就可以推算出空气的湿度。
无论是电容湿度传感器还是电阻湿度传感器，都需要通过电路和相关算法进行信号处理和转换，将感知到的湿度转换成数字或模拟信号输出，供其他系统或设备使用。
这样就可以方便地进行湿度的监测和控制，例如在气象、农业、工业等领域中的应用。
《湿敏元件简介》课件
工业控制领域
在工业控制领域，湿敏元件广泛应用于环境湿度、气体湿度等测量和控
制系统中。随着工业自动化程度的提高，市场需求将进一步扩大。
02 03
医疗保健领域
在医疗保健领域，湿敏元件可用于监测呼吸、气体交换等生理参数，提 高医疗诊断的准确性和可靠性。随着人们对健康需求的增加，市场需求 也将不断增长。
农业领域
湿敏元件的温度特性是指在不同温度下，元件的灵敏度、响应时间等性能的变化情况。理想的湿敏元 件应在较宽的温度范围内保持稳定的性能表现，以满足各种环境下的使用需求。
湿度范围
总结词
湿敏元件能够检测到的湿度范围
详细描述
湿度范围是湿敏元件的一个重要性能指标，它决定了元件的应用范围。不同湿敏元件的 湿度范围可能有所不同，从数十百分比RH到数百百分比RH不等。选择适合应用需求的
VS
市场竞争激烈
随着技术的不断发展和市场的不断扩大， 越来越多的企业进入湿敏元件领域，导致 市场竞争日趋激烈。解决方案是加强品牌 建设、提高产品质量和服务水平，提升企 业核心竞争力。
技术创新与突破
新型湿敏材料的研发
探索和开发新型湿敏材料，以提高湿敏元件的灵敏度和稳定性， 是当前技术创新的重要方向。
纳米技术的应用
利用纳米技术制造更小、更精确的湿敏元件，以提高其响应速度和 精度。
集成化与智能化
将湿敏元件与其他传感器、微处理器等集成在一起，实现智能化测 量和控制。
市场发展前景
01
《湿敏元件简介》ppt课件
目录
• 湿敏元件概述 • 湿敏元件的制造工艺 • 湿敏元件的性能指标 • 湿敏元件的应用场景 • 湿敏元件的发展趋势与挑战
01
湿敏元件概述
定义与特性
湿度传感器的工作原理ppt课件
湿度传感器的分类
• 湿度传感器作为湿敏元件，其主要分为电阻式与电容式两大类。其特点是在基片上覆 盖一层用感湿资料制成的膜，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，利用这一特性即可丈量湿度。温湿度传感器的种类很多，例如氧 化铝湿度传感器，氯化锂湿度传感器、硅湿度传感器、陶瓷湿度传感器等。以上几种 是运用较多的几种类型传感器，另外还有其他根据不同原理而研制的湿度传感器，这 里就不一一引见。
• 二、相对湿度：要想直接丈量出空气中水蒸汽的密度，方法比较复杂。而实际计算阐 明，在普通的气温条件下，空气的水汽密度，与空气中水汽的压强数值非常接近。所
以空气的水蒸汽密度又可以规定为空气中所含水蒸汽的压强，又把它称为大气的绝对 湿度，用符号D表示，常用的单位是mmHg。通常把大气的绝对湿度跟当时气温下饱和 水汽压的百分比称为大气的相对湿度用%RH表示，假设大气中所含水汽的压强等于当时 气温下的饱和水汽压时，这时大气的相对湿度等于100%RH。
湿度传感器的任务原理
我司温箱采取电热式加湿器，根据电流经过电阻产生热，电能转换成热能 的原理，电加热管浸没在水中，电热管产生热量，从而使水沸腾变成水蒸 汽，其任务原理可描画为三步： 1．经过电加热使水沸腾，产生蒸汽； 2．经过加湿器配有的温湿度控制器控制蒸汽的产生。 3．产生的水蒸汽经过实验箱内空气的流通，实现湿度的均匀分布。 这三个过程的部件作为一个系统共同任务构成了一套完好的电热式加湿器。
湿度控制器的任务原理
• 什么是湿度传感器？ • 湿度传感器的构成： • 绝对湿度跟相对湿度： • 湿度传感器的分类： • 湿度传感器的任务原理：
பைடு நூலகம்
什么是湿度传感器？ • 湿度传感器是指能将湿度量转换成容易被丈量处置的电信号的安装。
温度和湿度传感器及应用
15
维生素C的生产
学习目标
了解维生素C的性质及生物合成工艺原理； 熟悉莱氏法生产维生素C的生产工艺； 掌握两步发酵法生产维生素C的生产工艺； 会分析维生素C生产中的工艺问题并进行处理。
学习内容
概述 合成原理 生产工艺过程
概述
应用:维生素C（Vitamin C，VC）又名抗坏血酸，化学名称 为L-2,3,5,6-四羟基-2-己烯酸-γ-内酯。是人体不可缺少的要 素，维生素C是细胞氧化-还原反应中的催化剂，参与机体新 陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。其结构式为：
性质：维生素C是一种白色或略带淡黄色的 结晶或粉末，无臭、味酸、遇光色渐变深， 水溶液显酸性。易溶于水，略溶于乙醇，不 溶于乙醚、氯仿和石油醚等有机溶剂。水溶 液在pH为5~6之间稳定，若pH值过高或过 低，并在空气，光线和温度的影响下，可促 使内酯环水解，并可进一步发生脱羧反应而 成糠醛，聚合易变色。
10
色敏传感器是检测白色光中含有固定波长范围光的一种传感 器，主要有半导体色敏传感器和非晶硅色敏传感器两种类型。图 像传感器是一种集成型半导体光敏传感器，它以电荷转移器件为 核心，包括光电信号转换、传输和处理等部分。由于具有体积小、 重量轻、结构简单和功耗小等优点，使得该传感器不仅在传真、 文字识别、图像识别领域广泛应用，而且在现代测控技术中可以 用于检测物体的有无、形状、尺寸、位置等。
两步发酵法
以氧化葡萄糖酸杆
(Glnanobacter oxydans) 为主要产酸菌，以条纹 假单孢杆菌 （Pseudomonas striata） 为伴生菌的自然组合菌 株 ， 将 L- 山 梨 糖 继 续 氧 化成维C的前体——2-酮 基-L-古龙酸，最后经化 学转化制备成维C。
生产工艺过程
维生素C的生产
学习目标
了解维生素C的性质及生物合成工艺原理； 熟悉莱氏法生产维生素C的生产工艺； 掌握两步发酵法生产维生素C的生产工艺； 会分析维生素C生产中的工艺问题并进行处理。
学习内容
概述 合成原理 生产工艺过程
概述
应用:维生素C（Vitamin C，VC）又名抗坏血酸，化学名称 为L-2,3,5,6-四羟基-2-己烯酸-γ-内酯。是人体不可缺少的要 素，维生素C是细胞氧化-还原反应中的催化剂，参与机体新 陈代谢，增加机体对感染的抵抗力。其结构式为：
性质：维生素C是一种白色或略带淡黄色的 结晶或粉末，无臭、味酸、遇光色渐变深， 水溶液显酸性。易溶于水，略溶于乙醇，不 溶于乙醚、氯仿和石油醚等有机溶剂。水溶 液在pH为5~6之间稳定，若pH值过高或过 低，并在空气，光线和温度的影响下，可促 使内酯环水解，并可进一步发生脱羧反应而 成糠醛，聚合易变色。
10
色敏传感器是检测白色光中含有固定波长范围光的一种传感 器，主要有半导体色敏传感器和非晶硅色敏传感器两种类型。图 像传感器是一种集成型半导体光敏传感器，它以电荷转移器件为 核心，包括光电信号转换、传输和处理等部分。由于具有体积小、 重量轻、结构简单和功耗小等优点，使得该传感器不仅在传真、 文字识别、图像识别领域广泛应用，而且在现代测控技术中可以 用于检测物体的有无、形状、尺寸、位置等。
两步发酵法
以氧化葡萄糖酸杆
(Glnanobacter oxydans) 为主要产酸菌，以条纹 假单孢杆菌 （Pseudomonas striata） 为伴生菌的自然组合菌 株 ， 将 L- 山 梨 糖 继 续 氧 化成维C的前体——2-酮 基-L-古龙酸，最后经化 学转化制备成维C。
生产工艺过程
新型传感器原理及应用ppt课件
半导瓷材料的表面电阻下降。由此可见，不论是N型还是P型 半导瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
第十二章湿度传感器讲解ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
12.1湿度及湿度传感器的特性和分类
4.响应时间——湿度传感器的动态响应特
❖湿度传感器响应相对湿度变化量的63.2%所需要的时 间。分为吸湿响应时间和脱湿响应时间
一电般阻情的况温下度dd： 系RT湿数H 敏kconstk—RR2湿1湿敏T特R1元征件1量0的% 0感o/C
12.4 有机物及高分子聚合物湿度传感器
❖ 感湿特性如图12-8（b）所示。注意：其一，湿度大于 90%RH，感湿特性曲线具有负的斜率，曲线出现“隆起”或
者 说曲线被“压弯”。图12-9给出三种不同感湿元件感湿特性曲
线 “隆起”情况；其二，在25℃和33.3%RH条件下，元件的湿
滞 回线有一交叉点。
1.湿度量程
❖即感湿范围。
电阻、电容、电压、
❖理想情况：0~100%RH；一般情况：5~95频%率R等H。
一般要求：全量程连续、
2.感湿特性曲线
线性、斜率适当。
❖感湿特征量：湿度变化所引起的传感器的输出量。
❖感湿特性曲线：感湿特征量与环境湿度关系。
3.感湿灵敏度
❖在一定湿度范围内，相对湿度变化1%RH时，其感湿 特征量的变化值或变化百分率。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
12.1湿度及湿度传感器的特性和分类
12.1.1 湿度的定义及其表示方法
1.绝对湿度(V) ❖ V=mV/V (mg/m3)
2.相对湿度(RH)
mV—被测气中 水蒸气的质量
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干湿球湿度计
干球温度 湿球温度
气温 RH有关
露点湿度计
美国EdgeTech公司1500型
半导体制冷 温度测量 镜面观测
读数显示
电容型湿度传感器结构
采用电容型高分子介质材料制成的温度传感器 电容器介质材料: 高分子薄膜, 醋酸纤维素等 吸附水分后, 介电系数就增大，电容量增大 特点:灵敏度高,线性好
湿度传感器
电阻型
产品名称: 湿度传感器 （电阻型） 产品型号: CHR-01 产品厂商:广州西博臣科技有限公司 简单介绍 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
湿度传感器原理 与应用
应用: 半导体净化车间
应用: 温室
应用: 气象
玉山
应用: 文物保护: 敦煌
应用: 健康
玉山
8.2.1 湿度定义：饱和蒸汽压
温度 ℃ -20 -10 0 10 20 30 40 60 100 水饱和蒸汽 压(pa) 103 256 611 1227 2338 4245 7381 19934 101325
木材干燥 空调 气象
0-40% 30-70% 0-100%
相对湿度特性曲线
正特性 感湿特征量
负特性
0
20
40
60
80
100
RH/%
灵敏度S感湿特征量Y Nhomakorabea斜率S
dY dRH
0
20
40
60
80
100
RH/%
温度系数C
特征量温度系数 感湿特征量Y
Y Y 2 1 C 100 ％ Y T 1
60
80
100
RH/%
电压，频率特性
AC的理由： （1）电容驱动 （2）电阻型的电解防止 最大电压幅度限制（防止发热） 最大频率限制
8.2.3 湿度传感器 器件
古典： 称重 毛发 干湿球 露点 电磁波吸收
现代：传感器 电阻型传感器 电容型传感器
毛发湿度计
优点 -使用简单，测量工程装置安装成本低 -本低应用 缺点 -维修费用高 -要频繁地对毛发进行长度还原 -湿度测量范围小（15%至85%RH) -高误差 -测量慢 -非电量输出
湿度测量范围 5~99%RH 精度(40 to 60%RH) ±3%RH 温度系数(10~50°C) 0.2%RH/°C 供电电压 5VDC 消耗电流 1.1mA (5VDC) 输出（0--100%RH线性对应0.8V--3.9V） 工作温度范围 -10~60°C 储存温度范围 -30~70°C 长期稳定性 <1%RH/年 恢复时间（在>90%RH环境中存放150小时后） 10s 响应时间(33 to 76%RH,慢流动的空气中) 30s
1m3的的水蒸气质量：0.75*18＝13.5（g)
答案： AH=13.5g/m3
8.2.1 湿度定义
如果绝对湿度不变:
结露
水饱和蒸汽压(pa) 106 105
则温度增加 RH减小
温度降低
RH增加
104
103
右图的例子:
30 ℃, RH=50%
102
1 10 到10 ℃左右结露, -20 若升高到60 ℃,RH降到10%
8.2.1 湿度定义: 换算
已知温度，RH和AH可以互相换算
例如：20 ℃, RH=60%.求AH 20 ℃的饱和蒸汽压为2338pa, 水蒸气分压为2338*60%=1400pa 相当于大气压：1400/101325=0.0138（20 ℃ ） 相当于大气压：0.0138*273/（273+20）＝0.0108（0℃ ） 1m3的水蒸气摩尔数：0.0108*1/0.0224*=0.48 1m3的水蒸气质量：0.48*18＝8.64（g) 答案： AH=8.64g/m3 依据 PV=RT
电容型湿度传感器结构
湿度传感器
电容型湿度传感器
产品名称: 湿度传感器 （电容型） 产品型号: VHM10 产品厂商: 深圳市矢量科技有限公司 简单介绍 V-HM10V系列湿度模块 电压（0.8~3.9VDC）输出 线性 无需避光，无需防静电，高湿后恢复时间短。
湿度传感器
电容型参数
主要参数（Ta=25°C，Vs=5VDC）
（Relative humidity） 气体中的绝对湿度Pv与该温度气体饱和状态的绝对湿度Ps之比 表示∶RH=Pv/Ps×100% 根据气体定律, 水蒸气的质量正比于水蒸气分压
所以，
气体中的水蒸气分压（e）与该温度气体饱和水蒸气压（ｅs）的 比，用百分比表示。 表示∶RH=e/es×100%
相对湿度最常用。
水饱和蒸汽压(pa) 106 105
104
103 102 101 -20
0
20
40
60
80 100
温度/℃
8.2.1 湿度定义：绝对湿度
绝对湿度（Absolute humidity） 单位体积（1m3）的气体中含有水蒸气的质量（g）。 单位∶AH=g/m3 绝对湿度也可以用温度与水蒸气分压表示
8.2.1 湿度定义:相对湿度
感湿温度系数
T2
Y2 Y1 T1
H H 2 1 C 100 ％ T
0 20
H1
40
H2
60 80 100
RH/%
响应时间τ
RH/%
阶跃湿度变化 输出特征量0－63％ 的时间
Y 1
0.63
τ
湿滞迴线
湿滞量 感湿特征量Y
Y 2 Y 1 100 ％ YFS
YFS Y2 Y1
0
20
40
8.2.1 湿度定义： 换算
例如：30 ℃,水蒸汽分压为2000pa,求 RH,AH (1)RH=2000/4245=47% (2)AH 0℃ 分压: 2000*273/（273+30）＝1800Pa 大气压: 1800/105＝0.018
1m3的摩尔数：0.018/0.024＝0.75
很舒适
mol
主要参数
1．湿度量程 2．相对湿度特性曲线 3．灵敏度 4．温度系数 5. 响应时间 6. 湿滞迴线 7. 电压特性 8. 频率特性 9. 其他： 10. 精度，温度范围，稳定性， 寿命
湿度量程
湿度测量的全量程为0％～100％RH。 但对一种具体的传感器一般是无法覆盖全量程的，所 以湿度传感器的标称量称越大，使用的价值就越大。
0
20
40
60
80 100
温度/℃
8.2.1 湿度定义
露点
将温度为T1 的气体冷却,开始结露的温度T2 显然,温度T1 时的水蒸汽压=温度T2的饱和水蒸汽压 例如：30 ℃,水蒸汽分压为2000,求 露点 由图求出,露点约为20 ℃ 例如：30 ℃,RH=30% ,求 露点 水蒸汽压: 0.3*4245=1330 由图求出, 露点约为10 ℃