劳动出版社精品课件 《传感器技术与应用》 A053188第三章湿度传感器.ppt

振荡器对电路提供交流电源。电桥的一臂为湿度电阻传感器，由于湿度变化使湿度传感器的阻值发生变化，于是电桥失去平衡，产生信号输出，放大器把不平衡信号加以放大，整流器将交流信号变成直流信号，由直流毫安表显示。振荡器和放大器都由9V直流电源供给。电桥法适合于氯化锂湿度传感器。 2.欧姆定律电路 陶瓷式湿敏电阻可以承受较大电流,因此欧姆定律电路选择陶瓷式湿敏电阻传感器。由于测湿电路可以获得较强信号，故可以省去电桥和放大器，可以用市电作为电源，只要用降压变压器即可。 §3 —1 　湿度的概念 §3 —3　湿敏电容传感器 学习目标 1．掌握湿敏电容的结构、原理、特点及分类。 2．熟悉湿敏电容传感器的基本参数。 3．能根据实际应用场合正确选用湿敏电阻。 一、湿敏电容的结构、原理及特点 由物理学可知，由平行板组成的平行板电容器，如果忽略边缘效应，其电容量为 式中 A——两极板相互对应的面积（㎡）； d——两极板的距离（m）； ——两极板间介质的介电常数； ——真空的介电常数， =8.85×10-12F/m； ——两极板间介质的相对介电常数。 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 第三章　湿度传感器 §3 —1 　湿度的概念 学习目标 1. 掌握绝对湿度与相对湿度的概念 2.了解结露现象和露点 相关知识 一、绝对湿度 大气的水汽含量通常用大气中的水汽密度来表示，即每立方米大气中所含水汽的克数,其表达式为 式中 ——待测大气中的水汽质量（ɡ）； V ——待测气体的总体积（ ）。 饱和状态：在某一压力、温度下，大气中的水汽含量的最大值。 直接测量大气中的水汽含量是非常困难的，而且许多与大气湿度相关的现象，如有机物的发霉、人的干湿感觉等都与大气的绝对湿度没有很大关系。 二、相对湿度（RH） 空气的绝对湿度与同温度和气压下的饱和状态空气绝对湿度的比值的百分数。这是一个无量纲量，常用百分数表示，其表达式为 式中 ——某温度下待测气体的水汽分压； ——与待测气体温度相同时水的饱和水汽压。 相对湿度可以准确说明空气干、湿程度。 例：在20℃、一个大气压下，1m3的大气中饱和状态时存在17ɡ的水汽，则绝对湿度17ɡ/m3，相对湿度为100%RH；相同条件下，如果绝对湿度为8.5ɡ/m3，则相对湿度为50%RH，此时，若温度降至10℃以下时，相对湿度又可能接近100%RH。 三、露点 在一定的大气压下，降低温度可以使原先未饱和的水汽变成饱和水汽，从气态变成液态而凝结成露珠，这种现象称为结露，此时的温度称为露点。 危害：结露会严重影响电子仪器的正常工作，甚至还会造成漏电、击穿和短路现象，必须提高重视。 §3 — 2　湿敏电阻传感器 1．掌握湿敏电阻的结构、原理、特点及分类。 2．熟悉湿敏电阻传感器的基本参数。 3．能根据实际应用场合正确选用湿敏电阻。 学习目标 一、湿敏电阻的结构、原理及特点 1.湿敏电阻的结构和原理 以绝缘材料为基片，通过蒸发、涂覆等工艺将金属、半导体、高分子薄膜或粉末状颗粒制成薄膜作为吸湿性物质，当空气中的水蒸气吸附在感湿层上后，两电极间的电阻值发生变化，这样直接将相对湿度的变化变换成电阻值的变化。 湿敏电阻结构示意图 封装后的外形 2.湿敏电阻的特点 （1）湿敏电阻灵敏度高，对温度的依存性小。 （2）工作范围宽，测量精度较高。 （3）湿滞回差小，重现性好。 （4）湿敏元件的线性度及抗污染性较差。 二、湿敏电阻的基本参数 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，如木材干燥可测湿度量程为0%-40%，空调可测湿度量程为30%-70%。 湿度灵敏度 湿度传感器的灵敏度即其感湿特性曲线的斜率。 湿滞特性 一个湿度传感器在吸湿和脱湿两种情况下的感湿特性曲线不相重复，一般可形成为一回线。 响应时间 表示当环境湿度发生变化时，传感器完成吸湿或脱湿以及动态平衡过程所需时间的特性参数。 三、湿敏电阻的分类 1.电解质式湿敏电阻 又称氯化锂湿敏电阻，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。 优点：滞后小，不受测试环境风速影响，检测精度达±5%； 缺点：耐热性差，不能用于露点以下测量，器件性能的重复性不理想，使用寿命短。 将它放在被测气体中，当气体的湿度增大时，则氯化锂吸水量增加