第6节 湿度传感器精选文档.ppt

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1、第第6节节 湿度传感器湿度传感器本讲稿第一页，共三十一页湿湿 度度 传传 感感 器器电解质型陶瓷型高分子型单晶半导体型本讲稿第二页，共三十一页一、湿度表示法一、湿度表示法质量百分比：体积百分比：相对湿度：绝对湿度：(g/m3)又：本讲稿第三页，共三十一页露点：露点：温度降低，空气中水蒸气分压与同温度下水的饱和蒸气压相等，RH=100，这特定的温度叫露点（高于0）。霜点霜点：温度降低，空气中水蒸气分压与同温度下水的饱和蒸气压相等，RH=100，这特定的温度叫霜点（低于0）。本讲稿第四页，共三十一页二、湿度传感器的主要参数二、湿度传感器的主要参数1.湿度量程湿度量程 RH（0100）%全量程贵、低

2、湿和高湿灵敏度高 2.感湿特征量感湿特征量相对湿度特性相对湿度特性3.感湿灵敏度（湿度变化引起的电量变化）感湿灵敏度（湿度变化引起的电量变化）在某一湿度范围内，RH变化1，电量变化的电阻、电容正特性Fe2O3湿敏电阻器负特性TiO2-SnO2陶瓷湿敏电阻本讲稿第五页，共三十一页4.特征量温度系数特征量温度系数电阻温度系数（电阻温度系数（/）电容温度系数（电容温度系数（/）温度25 时时湿度传感器的电阻值（或电容值）（）（）另一规定环境温度时湿度传感器的电阻值（或电容值）温度25与另一规定环境温度之差与另一规定环境温度之差T本讲稿第六页，共三十一页5.感湿温度系数感湿温度系数（RH/）6.响应时

3、间响应时间温度25 时时湿度传感器某一电阻（或电容值）对应的相对湿度值温度25 与另一规定环境温度之差与另一规定环境温度之差另一规定环境温度下湿度传感器另一电阻值（或电容值）对应的相对湿度 在一定温度下，当相对湿度发生跃迁时，湿度传感器的电参量达到稳态变化量的规定比例63%所需要的时间吸湿响应时间脱湿响应时间本讲稿第七页，共三十一页7.电压特性电压特性 交流电压交流电压防止水电离防止水电离 5V以下：没有影响以下：没有影响 15V以上：产生焦耳热以上：产生焦耳热 故，选用故，选用10V以下以下8.频率特性频率特性高湿：f对R无影响低湿：f增加，R降低一般规定，湿度传感器频率不超过103Hz本讲

4、稿第八页，共三十一页三、电解质湿度传感器三、电解质湿度传感器（1）LiCl湿度传感器的结构1.缠上钯丝、电极2.涂胶3.老化AB本讲稿第九页，共三十一页（2）LiCl湿度传感器的阻湿特性（3）组合式LiCl的阻湿特性本讲稿第十页，共三十一页四、陶瓷湿度传感器四、陶瓷湿度传感器（1）材料：MgCr2O4-TiO2 系、TiO2-V2O5 系 ZnO-Li2O-V2O5 系、ZnCr2O4 系 ZrO2-MgO系、Fe3O4 系、Ta2O5 系 （2)结构：（以MgCr2O4-TiO2 系为例）本讲稿第十一页，共三十一页(3)主要特性和性能103104105106107108电阻R()20 40

5、60 80 100相对湿度（）1.电阻湿度特性本讲稿第十二页，共三十一页103104105106107108电阻R()20 40 60 80 100相对湿度（）2.电阻温度特性本讲稿第十三页，共三十一页3.响应时间 小于10S MgCr2O4-TiO2 系的湿度传感器的时间响应特性本讲稿第十四页，共三十一页4.稳定性高温负荷高温、高湿常温、常湿油气循环稳定性的检测实验本讲稿第十五页，共三十一页五、电容式高分子薄膜湿度传感器五、电容式高分子薄膜湿度传感器高分子薄膜高分子薄膜上部电极上部电极下部电极下部电极（1）结构与制法工艺流程：合成配料浸渍腐蚀光刻蒸金清洗磨片蒸金切割焊线熟化测试本讲稿第十六页

6、，共三十一页（2）感湿机理与特性1.电容湿度特性f=1.5MHz本讲稿第十七页，共三十一页2.响应特性 小于小于5S3.电容温度特性 525，电容温度系数约为0.06RH/本讲稿第十八页，共三十一页六、电阻式高分子膜湿度传感器六、电阻式高分子膜湿度传感器(1)结构与制法制法：8二乙烯苯 92苯乙烯共聚成塑料 聚苯乙烯基片 浓度98硫酸LiCl饱和溶液 塑料板变为聚苯乙烯磺酸锂感湿膜 梳状电极本讲稿第十九页，共三十一页（2）主要特性1.电阻湿度特性本讲稿第二十页，共三十一页2.温度特性3.其他特性 响应时间：吸湿快、脱湿慢、不能用于80 上高温，不能用于有机溶剂测湿度本讲稿第二十一页，共三十一页

7、七、湿度传感器的测量电路七、湿度传感器的测量电路（1）检测电路的选择 1.电源选择 交流10V以下、频率不能太高 2.温度补偿 半导体陶瓷传感器的电阻、温度关系：H 相对湿度R0 在T0 相对湿度H0时的阻值T 绝对温度A 湿度常数B 温度常数本讲稿第二十二页，共三十一页温度补偿温度补偿本讲稿第二十三页，共三十一页3.线性化线性化湿度传感器测量电路原理框图湿度传感器测量电路原理框图本讲稿第二十四页，共三十一页（2）典型电路1.电桥电路电桥电路电桥测湿电路方框图电桥测湿电路方框图本讲稿第二十五页，共三十一页便携式湿度计电气原理图便携式湿度计电气原理图本讲稿第二十六页，共三十一页2.欧姆定律电路欧

8、姆定律电路本讲稿第二十七页，共三十一页3.带温度补偿的湿度测量电路带温度补偿的湿度测量电路本讲稿第二十八页，共三十一页特点：特点：稳定性强，低漂移，可以同时提供温度和%RH输出片载信号处理功能可保证与相对湿度对应的线性电压输出传感器激光修正使精确度达到+5%相对湿度，校准后精确度可达2%相对湿度。最佳使用环境：最佳使用环境：本产品的封装可以防护化学物质，工作温度范围为-4085(华氏-40度到185度)，可在恶劣的环境中正常工作。典型应用：典型应用：冷藏 烘干 气象监测 电池供电系统 OEM组件 实例分析：实例分析：湿度传感器湿度传感器本讲稿第二十九页，共三十一页特点：特点：采用有机高分子材料的一种新型的湿度 敏感元件，具有感湿范围宽，响应迅速，抗污染能力强，无需加热清洗及长期使用性能稳定可靠等诸多特点。湿度传感元件通过分布在底层电极之上的湿敏高分子，形成湿度元件的电阻变化导致相关的湿度变化。深圳市深新晖电子有限公司深圳市深新晖电子有限公司湿度传感器湿度传感器 本讲稿第三十页，共三十一页要求要求掌握：掌握：湿度表示法湿度表示法 电解质湿度传感器电解质湿度传感器 陶瓷湿度传感器陶瓷湿度传感器 高分子湿度传感器高分子湿度传感器了解：了解：湿度传感器的主要参数湿度传感器的主要参数 湿度传感器的测量电路湿度传感器的测量电路本讲稿第三十一页，共三十一页