湿度传感器原理|温湿度传感器介绍( 二 )

四个方面湿度传感器好坏检测
1、湿度传感器的温度系数
湿敏元件除对环境湿度敏感外，对温度亦十分敏感，温度每变化0.1℃ 。将产生0.5%RH的湿度变化（误差）。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度系数又有差别。多数情况下，如果没有精确的控温手段，或者被测空间是非密封的，5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间，或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合，再选用3%RH以上精度的湿度传感器。温漂非线性，这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿，或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的，湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果，非线性的温漂往往补偿不出较好的效果，只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。
2、精度和长期稳定性
湿度传感器的精度应达到2%~5%RH，达不到这个水平很难作为计量器具使用，湿度传感器要达到2%~3%RH的精度是比较困难的，通常产品资料中给出的特性是在常温（20℃10℃）和洁净的气体中测量的。在实际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1%RH水平的产品很少，一般都在2%左右，甚至更高。
3、湿度传感器的供电
有的湿度传感器对供电电源要求比较高，否则将影响测量精度。或者传感器之间相互干扰，甚至无法工作。金属氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时，会导致性能变化，甚至失效，所以这类湿度传感器百思特网不能用直流电压或有直流成份的交流电压。
必须是交流电供电。使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。传感器需要进行远距离信号传输时，要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200m以上时，建议选用频率输出信号的湿度传感器。
4、互换性
目前，湿度传感器普遍存在着互换性差的现象，同一型号的传感器不能互换，严重影响了使用效果，给维修、调试增加了困难，有些厂家在这方面作出了种种努力，（但互换性仍很差）取得了较好效果。

3种湿度传感器应用电路
1、直读式湿度计的应用电路
直读式湿度计电路如图1所示，其中RH为氯化锤湿敏电阻器，氯化锤是一种吸湿盐类，氯化锤湿敏电阻器是一种新型湿敏电阻器，属水分子亲和力型湿敏元件，它采用真空镀膜工艺在玻璃片上镀上一层梳状金电极，然后在电极上涂上一层由氯化锤和聚氯乙烯醇等配制的感湿膜。由于聚氯乙烯醇是一种粘合性很强的多孔性物质，它与氯化锤结合后，水分子会很容易在感湿膜中吸附或释放，从而使湿敏电阻器的电阻值发生迅速的变化。为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，还在湿敏电阻表面涂敷一层多孔性保护膜。
对于一种配方的湿敏电阻，其测试湿度的范围相当狭窄。要求湿度测量范围较大时，需要将多个湿敏电阻器组合使用，其测量范围才能达到20%～80%RH 。由VT1、VT2和T1等组成测湿电桥的电源，其振荡频率为250～1000Hz 。电桥的输出信号经变压器T2、C3耦合到VT3，经VT3放大后的信号由VD1～VD4桥式整流后输入微安表，指示出由于相对湿度的变化而引起电流的改变。经标定并把湿度刻划在微安表表盘上，就成为一个简单而实用的直读式湿度计了。

2 电容型湿度传感器的应用电路
电容型湿度传感器是用高分子材料的湿敏元件作为敏感元件，它利用有机高分子材料的吸湿性能与膨润性能制成的，属水分子亲和力型湿敏元件，吸湿后，介电常数发生明显变化的高分子电介质，可做成电容式湿敏元件。常用的高分子材料是醋酸纤维素、尼龙和硝酸纤维素等。高分子湿敏元件的薄膜做得极薄，一般约5000埃，使元件易于很快的吸湿与脱湿，减少了滞后误差，响应速度快。这种湿敏元件的缺点是不宜用于含有机溶媒气体的环境，元件也不能耐80度以上的高温。电容型湿度传感器的应用电路图2所示。它由两个时基电路IC1、IC2组成，556为双时基电路即两个555多谐振荡器，IC1及外围元件组成多谐振荡器，主要产生触发IC2的脉冲，IC2和电容型湿敏元件及外围元件组成可调宽的脉冲发生器，其脉冲宽度将取决于湿敏元件的电容值的大小，而湿敏元件的电容值的大小决定于空气中的相对湿度，调宽脉冲从IC2的⑨脚输出，经R5、C3滤波后成为直流信号输出。输出电压的大小正比于空气的相对湿度，其灵敏度为2mV/%RH 。