湿度传感器[1]VIP专享VIP免费

湿度传感器湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生变化，从而制成湿敏元件。湿敏电阻湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，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，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电容•用高分子薄膜电容制成，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、醋酸纤维等。湿度改变时，介电常数变化，电容量也变化，电容变化量与相对湿度成正比。•优点：灵敏度高、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化。•生产厂家Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司的SH1100型为例，其测量范围（1%～99%）RH，在55%RH时的电容量为180pF（典型值）。当相对湿度从0变化到100%时，电容量的变化范围是163pF～202pF。温度系数为0.04pF/℃，湿度滞后量为±1.5%，响应时间为5s。1.氯化锂湿敏元件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。几种湿敏元件2.半导体陶瓷湿敏元件材料主要是金属氯化物，其电阻率随湿度增加而下降——负特性湿敏半导瓷。Fe3O4半导瓷的电阻率随着湿度的增加而增大——正特性湿敏半导瓷3.热敏电阻式湿敏元件4.高分子膜湿敏元件随高分子膜吸收或放出水份而引起电导率或电容变化实现测量环境相对湿度。5.金属氧化物陶瓷湿敏元件Al2O3为主体湿敏体。集成湿度传感器集成湿度传感器的国外主要厂家•Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型）•Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型）•Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。典型产线性电压输出式集成湿度传感器品有HIH3605/3610、HM1500/1520。主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。•线性频率输出集成湿度传感器典型产品为HF3223型。频率输出式集成湿度传感器，在55%RH时的输出频率为8750Hz，当相对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。•频率/温度输出式集成湿度传感器典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用热敏电阻作为温度传感器。配上二次仪表即可测量出温度值。智能化传感器SHT系列Sensiron公司SHT1x测量时可对相对湿度自动校准。相对温度的范围0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测温范围是-40℃～+123.8℃，分辨力为0.01℃。产品响应速度快，抗干扰能力强，不需要外部元件，适配各种单片机，广泛应用。•芯片内有相对湿度传感器、温度传感器、放大器、A/D、校准存储器（E2PROM）、RAM、状态寄存器、循环冗余校验码（CRC）寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器等。•测量原理：利用两只传感器分别产生相对湿度、温度信号，然后经过放大，分别送至A/D转换器进行模/数转换、校准和纠错，最后通过二线串行接口将相对湿度及温度数据送至μC。鉴于输出相对湿度与被测相对湿度呈非线性关系，须进行补偿。此外环境温度≠+25℃时，需要温度补偿。•加热器。将状态寄存器的第2位置“1”时加热器接通电源，可使传感器的温度大约升高5℃，采用+5V电源。加热器实现三种功能：①通过比较加热前后测出的相对湿度值及温度值，可确定传感器是否正常工作；②在潮湿环境下使用加热器，避免传感器凝露；③测量露点时需要加热器。•SHT传感器与单片机接口电路图•SHT命令时序•湿度传感器测量电路原理框图带温度补偿的湿度测量电路•实际应用中，需要同时对湿度传感器进行线性处理和温度补偿，常采用运算放大器构成湿度测量电路。Rt是热敏电阻器(20kΩ，B=4100K)；RH为H204C湿度传感器，运算放大器型号为LM2904。该电路的湿度电压特性及温度特性表明：在(30％～90％)RH、15℃～35℃范围内，输出电压表示的湿度误差不超过3％RH。EndofPartII