湿度传感器

湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量，通常用绝对湿度，相对湿度，露点等表示。

所谓的绝对湿度是单位体积空气中水蒸气的质量，即空气中水蒸气的密度。

通常，它由一立方米空气中水蒸气的克数表示，即Ha = mV / V，其中mV是待测空气中水蒸气的质量，V是总体积要测试的空气。

单位是g / m3。

相对湿度是空气中实际水蒸气的分压（Pw）和相同温度下饱和水蒸气的分压（PN）的百分比，即HT =（Pw / PN）Tx 100 ％RH。

通常，相对湿度用RH％表示。

当温度和压力变化时，饱和水蒸气改变，因此即使气体中的水蒸汽压力相同，气体的相对湿度也会改变。

日常生活中提到的空气湿度实际上是指相对湿度。

对于高温气体，水蒸气越多。

如果气体冷却，即使水蒸气量恒定，相对湿度也会逐渐增加。

当它增加到一定温度时，相对湿度达到100％，这是饱和的。

当它冷却时，一部分蒸汽凝聚形成露水。

该温度称为露点温度。

也就是说，当空气压力恒定时，必须冷却空气以保持其水蒸气饱和的温度称为露点温度。

温度和露点之间的差异越小，空气越接近饱和。

湿度可以通过以下方式测量，即伸缩式湿度计，湿式和干式灯泡湿度计，露点仪和阻抗湿度计。

伸缩湿度计是一种使用头发，纤维素等来扩展和收缩湿度的特性。

它曾用于自动记录仪和空调的自动控制。

目前，它用于家用设备，用约50μm的金属箔制造纤维素。

粘合在一起，卷成螺旋传感器。

不需要温度补偿，但不能将其转换为电信号。

阻抗湿度计是湿度计，其根据湿度传感器的阻抗值的变化来确定湿度。

它被广泛使用，因为它可以很容易地转换成电信号。

1.氯化锂湿敏电阻器氯化锂湿敏电阻器是利用吸湿盐潮解和改变离子电导率制成的水分测量元件。

该元件的结构如图9.3所示，由引线，基板，湿润层和电极组成。

氯化锂通常与聚乙烯醇混合。

在氯化锂（LiCl）溶液中，Li和Cl均以正离子和负离子的形式存在，而Li +对水分子具有强吸引力，并且离子水合程度高。

介质中的离子传导率与浓度成比例。

当溶液置于一定的温度和湿度范围内时，如果环境的相对湿度高，溶液将吸收水分并降低浓度，因此溶液的电阻率增加。

另一方面，当环境的相对湿度变低时，溶液的浓度增加，并且其电阻率降低，从而测量湿度。

氯化锂湿度传感器的防潮特性曲线如图9.4所示。

从图中可以看出，电阻和湿度变化在50％~80％相对湿度范围内是线性的。

为了扩大湿度测量的线性范围，可以组合具有不同氯化锂含量的多个装置。

例如，测量范围为（10％~20％）RH，（20％~40％）RH，（40％~70％）RH，（70％~90％）RH和（80％~99％） RH一起用于在整个湿度范围内自动转换湿度测量值。

氯化锂湿度传感器的优点是它具有小的滞后并且不受测试环境的风速的影响。

检测精度高达±5％，但耐热性差，不能用于露点测量，设备性能重复性不理想，使用寿命短。

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2.半导体陶瓷耐湿性半导体陶瓷吸湿电阻器通常是通过混合和烧结两种或更多种金属氧化物半导体材料而形成的多孔陶瓷。

这些材料是ZnO-LiO2-V2O5，Si-Na2O-V2O5，TiO2-MgO-Cr2O3，Fe3O4等。

前三种材料的电阻率随着湿度的增加而降低，因此被称为负特性湿敏半导体陶瓷。

最后一种电阻率随着湿度的增加而增加，因此它被称为正特性湿敏半导体陶瓷（为了便于描述，半导体陶瓷有时简称为半导体陶瓷）。

通常，理想的湿度传感器具有适用于宽温度范围和潮湿范围的特性，并且具有高测量精度;使用寿命长，稳定性好;快速响应，小磁滞滞后和良好的重现性。

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;耐腐蚀性，耐低温性和高温特性。