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。
湿敏电阻传感器工作原理
湿敏电阻传感器工作原理湿敏电阻传感器工作原理是基于材料的电阻随湿度变化的特性而设计的一种传感器。
它通过测量材料的电阻值来间接检测周围环境的湿度水分含量。
湿敏电阻传感器通常由一种具有湿敏特性的半导体材料制成，如氧化锌（ZnO）或聚合物。
这些材料的电阻值随着湿度的变化而变化，其工作原理主要是利用材料的吸湿性来改变导电路径。
当材料吸湿时，水分会与材料表面发生相互作用，并形成一个致电离子，这些离子会改变材料内部的电导率。
因此，当湿敏材料吸湿时，电阻值会发生变化。
湿敏电阻传感器大多数采用可变电阻的工作模式，根据电阻值的变化来测量湿度。
一般情况下，传感器由两个电极组成，电极之间的材料就是带有湿敏特性的材料。
当材料吸湿时，电阻值会下降，反之，当材料失去水分时，电阻值会上升。
湿敏电阻传感器通常通过一个电路进行测量和处理。
传感器电路一般由一个恒定电流源和一个测量电压源组成。
恒定电流源会通过传感器的湿敏材料，测量电压源则通过传感器的另一端。
当电流通过传感器时，会产生一个与电阻值成正比的电压信号。
测量电压源测量这个电压信号，进而计算出电阻值，从而间接得出湿度的数值。
需要注意的是，湿敏电阻传感器的测量范围通常由其材料的性质和制造工艺决定，不同的传感器会有不同的测量范围和精度。
因此，在选择和应用湿敏电阻传感器时，需要根据具体的要求和应用场景进行选择。
总结起来，湿敏电阻传感器的工作原理是利用材料的电阻随湿度变化的特性来间接测量环境的湿度。
通过测量材料的电阻值，并经过测量和处理电路的计算，最终得出湿度的数值。
传感器的输出信号可以是模拟信号或数字信号，用于不同的应用。
这种传感器具有简单、灵敏、成本低廉等特点，在许多领域中得到了广泛应用。
湿敏传感器
氯化锂湿敏元件的优点：滞后小，不受测试环境风速 影响， 检测精度高达±５%
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
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、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. 负特性湿敏半导体陶瓷的导电机理
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势 下降，将吸引更多的空穴到达其表面，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势下降， 如果表面电势下降较多，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，使N型半导瓷材料 的表面电阻下降
有的湿度传感器的电阻值 随湿度的增加而增大，这种为 正特性湿敏电阻器，如Fe3O4 湿敏电阻器。有的阻值随着湿 度的增加而减小，这种为负特 性湿敏电阻器，如TiO2－ SnO2陶瓷湿敏电阻器。
湿度量程
• 指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范 围。全湿度范围用相对湿度(0～100)％RH 表示，它是湿度传感器工作性能的一项重 要指标。
湿敏传感器的定义
湿敏传感器是能够感受外界湿度变化，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。
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
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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。
湿敏电容传感器工作原理
湿敏电容传感器工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊湿敏电容传感器的工作原理，这可有意思啦！你看啊，湿敏电容传感器就像是一个特别敏感的“湿度探测小精灵”。
它主要是由一个电容器组成的，就好像是一个小仓库，可以储存电荷呢。
当周围环境的湿度发生变化的时候，这个“小精灵”可就开始忙活啦！湿度的变化会影响到它里面的电介质，就像是天气变化会影响我们的心情一样。
电介质的特性会随着湿度的不同而改变，就好比我们在不同的心情下会有不同的表现。
比如说，湿度变高了，电介质就好像吸饱了水的海绵，变得不一样了。
这时候，电容器的电容值也就跟着发生了变化。
这就像是我们吃饱了饭会觉得肚子鼓鼓的一样明显呀！那这个电容值的变化又是怎么被我们知道的呢？嘿嘿，这就有专门的电路和设备来检测啦！这些电路和设备就像是小精灵的“眼睛”和“耳朵”，能敏锐地察觉到它的变化，然后把这个变化转化成我们能看懂的信号，告诉我们现在的湿度情况呢。
你想想看，这多神奇呀！一个小小的湿敏电容传感器，就能这么准确地感知到湿度的变化。
它就像是一个默默工作的小卫士，时刻守护着我们周围的湿度环境。
我们在日常生活中其实也经常能用到它呢！比如在一些需要控制湿度的地方，像仓库啦、温室啦，湿敏电容传感器就能大显身手啦。
它能告诉人们什么时候该加湿，什么时候该除湿，是不是很厉害？而且啊，湿敏电容传感器的应用可不止这些呢！在很多高科技领域，它也是不可或缺的一部分。
它就像一个无名英雄，虽然我们可能平时不太注意到它，但它却在默默地为我们服务呢！难道你不觉得这很神奇吗？一个小小的东西，却有着这么大的作用。
它就像是隐藏在我们生活中的小魔法，悄悄地发挥着自己的力量。
所以啊，可别小看了这些看似普通的科技玩意儿，它们可都是人类智慧的结晶呢！湿敏电容传感器就是这样一个有趣又有用的东西，让我们的生活变得更加舒适和便利。
怎么样，现在你对湿敏电容传感器的工作原理是不是有了更清楚的认识啦？。
湿敏传感器及其应用
厚膜湿度传感器主体部分结构图
传感器的电阻值与温度、湿度的关系,在常温下,相 对 湿 度 大 于 30%RH 时 , 电 阻 值 小 于 1MΩ, 当 湿 度 从 30%RH变化到90%RH时,电阻值约变化三个数量级。温 度对电阻-湿度特性有影响,低湿时影响较大,相对湿度 不变的情况下,随着温度升高,电阻值变小。
登莫式氯化锂湿敏传感器
B
电阻/106Ω 2.2%LiCl 1.0%LiCl 0.5%LiCl 0.25%LiClPVA
A
A为用聚苯乙烯包封的铝管，
B为用聚乙烯醋酸盐覆盖在A
10
上的铝丝。图12.3为湿敏特 1
性曲线。这种元件具有较高
的精度，同时结构简单、价
廉，适用于常温常湿的测控
0.1
等一系列优点
半导体陶瓷使用寿命长,可以在很恶劣的环境下使用几万 小时,这是其它湿敏器件所无法比拟的。半导体陶瓷湿 敏器件,在对湿度的测量方面,可以检测1%RH这样的低 湿状态,而且还具有响应快、精度高、使用温度范围宽、 湿滞现象小和可以加热清洗等各种优点。所以,半导体 陶瓷湿敏器件已在当前湿度敏感器件的生产和应用中 占有很重要的地位。
0.01 0
30
60
90
相对湿度/%
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。
湿敏传感器概述
三、浴室环境湿度检测实现
浴室中的水蒸气很大，会使其中的镜子功能丧失，当浴 室的湿度达到一定程度时，镜面会结露，表面一层雾气，市 场上没有所谓的不结露镜面，而是都要安装镜面水汽清除器。
一般在常温洁净环境，连续使用的场合，应选用高分子湿 度传感器，这类精度高，稳定性好。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。
电容式湿敏元件在80％RH以上高湿及100％RH以上结 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。 4、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。
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《传感器技术》
水混合物）
露点会影响农作物的生长，
测量露点的仪器
结露也严重影响电子仪器的正常工作。 第11页/共25页
电子湿度计模块
第12页/共25页
封装后的 外形
电子式温湿度计
机械式湿度计
第13页/共25页
陶瓷湿度传感器特性曲线
在右图所示的陶瓷 湿度传感器特性曲 线中，纵坐标的标 度有何特点？ 其电阻率变化约有 多少个数量级？
相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽 压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法 当相对湿度达100%时，称饱和状态。
湿度检测方法：毛发湿度计法，干湿球湿度计法，露 点计法和阻容式湿度计法。
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《传感器技术》
第6页/共25页
• 湿敏传感器：就是一种能将被测环境湿度转换成电信号
器J 线圈通电，它的常开触点Ⅱ接通加热电源Ec，
湿敏传感器实验报告总结
湿敏传感器实验报告总结湿敏传感器可以检测和记录潮湿环境的状况，并且在工业，农业，甚至是居室空气湿度检测中，湿敏传感器以其准确，快速，实惠的价格吸引着众多使用者。
近些年，湿敏传感器研发出现了新的进展，从单一传感器设备更新至联合传感器，这促使人们对其检测的性能有更深入的了解和研究。
本文将对两个湿敏传感器（金属湿敏电阻和微型湿敏温度）的特性和响应性能进行深入的研究，并对实验结果进行总结。
一、实验仪器与材料本次实验使用的湿敏传感器分别为金属湿敏电阻和微型湿敏温度，并使用室内温度控制设备进行实验。
实验材料除了传感器本身之外，还配备了温湿度传感器、温度控制设备、扬声器等研究仪器。
二、特性与响应性能1.金属湿敏电阻金属湿敏电阻是一种温度和湿度双重检测的传感器，其特点是高灵敏度，快速响应，低功耗，高精度。
以30℃为基准，测试结果显示，在湿度变化范围20%-90%时，金属湿敏电阻的电阻变化范围约为3kΩ-12kΩ，测试结果表明，随着湿度的增加，金属湿敏电阻的电阻值也会逐渐增加。
2.微型湿敏温度微型湿敏温度传感器是一种精度更高的温湿度双重检测的传感器，它能够快速有效地检测空气湿度，测试结果表明，在湿度变化范围20%-90%时，微型湿敏温度传感器的响应时间为2ms-50ms，响应延迟时间为20ms-200ms，湿度精度为±3.0%。
三、实验结果分析实验结果显示，金属湿敏电阻和微型湿敏温度传感器都具备高灵敏度，快速响应，低功耗，高精度等特点，可在不同湿度环境中发挥出色的检测性能。
当湿度变化范围从20%到90%时，金属湿敏电阻的电阻变化范围为3kΩ-12kΩ，微型湿敏温度传感器的响应时间为2ms-50ms，响应延迟时间为20ms-200ms，湿度精度为±3.0%。
由此可见，这两种湿敏传感器在性能上都具有不错的表现，都可以满足现代湿度检测所需的要求。
四、结论通过本次实验，我们发现，金属湿敏电阻和微型湿敏温度传感器在湿度检测性能上都具有较好的表现，它们具有高灵敏度，快速响应，低功耗，高精度的特点，因此可以满足用户的要求。
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•人们希望湿敏元件的湿滞回差越
Mn3O4- TiO2湿敏器件 在80℃时的湿滞回线
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小越好。
一个理想化的湿敏器件所应具备的性能参数：
使用寿命长，长期稳定性好 灵敏度高，感湿特性曲线的线性度好 使用范围宽，湿度温度系数小 响应时间短 湿滞回差小 能在有害气氛的恶劣环境中使用 器件的一致性和互换性好，易于批量生产 器件感湿特征量应在易测范围以内
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。
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1) 绝对湿度
绝对湿度表示单位体积空气里所含水汽的
质量，其表达式为:
V V
式中：ρ —被测空气的绝对湿度
MV一被测空气中水汽的质量
V —被测空气的体积
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2) 相对湿度
湿 敏 传 感 器
路禄
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目录
一、简介
二、湿度及湿敏传感器 三、湿敏传感器的分类
四、几种常见的湿敏传感器
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一、简介
湿度测量技术：湿度测量技术发展已有 200 多年历 史；人们对湿敏元件的认识是从1938年美国 F.W.Dummore 研制成功浸涂式 LiCl 湿敏元件才开始 的，从此以后，已有几十种湿敏元件及传感器应运 而生。
毛发湿度计
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干湿球湿度计
湿度检测的重要性 湿度与科研、生产、人们生活、植物生长 有密切关系，环境的湿度具有与环境温度 同等的重要意义。 目前人们对湿度的重视程度远不及对温度 的重视。因此湿度测量技术的研究及其测 量仪器远不如温度测量技术与仪器那样精 确与完善。 由于对湿度监测不够精确，致使大批精密 仪器与机械装置锈蚀、谷物发霉等，每年 因此造成巨大损失。
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三、湿敏传感器的分类
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四、几种常见的湿敏传感器
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四、几种湿敏传感器
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四、几种常见湿敏传感器
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电容湿敏元件的电容值可用下式表示： C=(εr—ε0)S/d 式中：εr—吸附水份的复合介电常数； ε0—真空时的介电常数； S—电极面积； d—高分子膜厚度；
2） 感湿特征量—相对湿度特性曲线
பைடு நூலகம்
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。
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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 线呈直线。 灵敏度 二氧化钛-五氧化二钒湿
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
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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。
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5）响应时间
响应时间反映湿敏元件在相对湿度变化时输 出特征量随相对湿度变化的快慢程度。
一般规定：响应相对湿度变化量的63.2％时 所需要的时间为响应时间。 在标记时，应写明湿度变化区的起始与终止 状态。人们希望响应时间快一些为好。
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6）湿滞回线和湿滞回差
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湿敏传感器的发展方向
理想的湿敏传感器的性能要求是适于在宽温、宽湿范围内使用，测 量精度要高;使用寿命长，稳定性好;响应速度快，湿滞回差小;灵敏度高 ，线性好，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，耐低温和高温等. 湿敏传感器正从简单的湿敏组件向集成化、无损化检测、多参数检 测的方向迅速发展，为开发新型湿度测控系统创造了有利条件，也将湿 度测量技术提高到新的水平. 对高温环境下的测湿，半导体传感器由于其天然的耐高温特性和容 易集成的优点，将成为高温湿度传感器的主流，而光纤高温湿度传感器 由于其非接触测量特性，将会成为另一种很有应用潜力的传感器件，但 是目前只有低温下的结果，若向高温范围应用，还要研究更有效的方法 拓展测量范围.
相对湿度是气体的绝对湿度 ( ρV) 与
在同一温度下水蒸汽已达到饱和的 气体的绝对湿度 ( ρW) 之比，常表示 为％RH．其表达式为
相对湿度= (ρV/ρW)×100%RH
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2、湿敏传感器及其特性参数
湿敏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。
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电容式湿敏传感器
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电阻式湿敏传感器
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二、湿度及湿敏传感器
1、湿度及其表示方法
2、湿敏传感器及其特性参数
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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
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4）湿度温度系数
湿敏元件的湿度温度系数是表示感湿特性曲线随环境 温度而变化的特性参数。 在不同的环境温度下，湿敏元件的感湿特性曲线是不 相同的，它直接给测量带来误差。 湿敏元件的湿度温度系数定义为：在湿敏元件感湿特 征量恒定的条件下，该感湿特征量值所表示的环境相 对湿度随环境温度的变化率。 由湿敏元件的湿度温度系数值，即可得知湿敏元件由 于环境温度的变化所引起的测湿误差。
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普遍采用的灵敏度的方法 目前，虽然关于湿敏元件灵敏度的表示方法 尚未得到统一，但较为普遍采用的方法是用 元件在不同环境湿度下的感湿特征量之比来 表示灵敏度。 如日本生产的 MgCr2O4—TiO2 湿敏元件的灵敏 度，用一组电阻比 R1%／R20% ， R1%／R40% ， R1%／ R60%，R1% ／ R80% 及 R1%／R100% 表 示 ， 其 中 R1% ， R20% ， R40% ， R60%，R80% 及 R100% 分别为相对湿 度在 1 ％， 20 ％， 40 ％， 60 ％， 80 ％及 100 ％ 时湿敏元件的电阻值之比。
敏器件的感湿特性曲线
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斜率应适当，因为斜率过小，灵敏度
降低；斜率过大，稳定性降低，这些 都会给测量带来困难。
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3） 灵敏度
定义：湿敏元件的灵敏度，就其物理含义而言，应当 反映相对于环境湿度的变化，元件感湿特征量的变化 程度。 表示法：直线的斜率。 因此，它应当是湿敏元件的感湿特性曲线斜率。在感 湿特性曲线是直线的情况下，用直线的斜率来表示湿 敏元件的灵敏度是恰当而可行的。 然而，大多数湿敏元件的感湿特性曲线是非线性的． 在不同的相对湿度范围内曲线具有不同的斜率。因此 ，这就造成用湿敏元件感湿特性曲线的斜率来表示灵 敏度的困难。
各种湿敏元件吸湿和脱湿的响应时间各不 相同，而且吸湿和脱湿的特性曲线也不相 同。一般总是脱湿比吸湿迟后，我们称这 一特性为湿滞现象。
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•湿滞回线定义：湿滞现象可以用
吸湿和脱湿特征曲线所构成的回
线来表示，我们称这一回线为湿 滞回线。
•湿滞回差定义：在湿滞回线上所
表示的最大量差值为湿滞回差。