濕度傳感器的發展趨勢
http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 15:27:38 來源:珠海市萬山賽索電子科技有限公司
在工農業生產、氣象、環保、國防、科研、航(hang)天(tian)等(deng)部(bu)門(men),經(jing)常(chang)需(xu)要(yao)對(dui)環(huan)境(jing)濕(shi)度(du)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)及(ji)控(kong)製(zhi)。但(dan)在(zai)常(chang)規(gui)的(de)環(huan)境(jing)參(can)數(shu)中(zhong),濕(shi)度(du)是(shi)最(zui)難(nan)準(zhun)確(que)測(ce)量(liang)的(de)一(yi)個(ge)參(can)數(shu)。用(yong)幹(gan)濕(shi)球(qiu)濕(shi)度(du)計(ji)或(huo)毛(mao)發(fa)濕(shi)度(du)計(ji)來(lai)測(ce)量(liang)濕(shi)度(du)的(de)方(fang)法(fa),早(zao)已(yi)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)現(xian)代(dai)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)要(yao)。這是因為測量濕度要比測量溫度複雜的多,溫度是個獨立的被測量,而濕度卻受其他因素( 大氣壓強、溫度) 的影響。此外,濕度的校準也是一個難題。國外生產的濕度標定設備價格十分昂貴。
近年來,國內外在濕度傳感器研發領域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢測的方向迅速發展,為開發新一代濕度/溫度測控係統創造了有利條件,也將濕度測量技術提高到新的水平。
1 濕敏元件的特性
濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。
1.1 濕敏電阻
濕shi敏min電dian阻zu的de特te點dian是shi在zai基ji片pian上shang覆fu蓋gai一yi層ceng用yong感gan濕shi材cai料liao製zhi成cheng的de膜mo,當dang空kong氣qi中zhong的de水shui蒸zheng氣qi吸xi附fu在zai感gan濕shi膜mo上shang時shi,元yuan件jian的de電dian阻zu率lv和he電dian阻zu值zhi都dou發fa生sheng變bian化hua,利li用yong這zhe一yi特te性xing即ji可ke測ce量liang濕shi度du。濕shi敏min電dian阻zu的de種zhong類lei很hen多duo,例li如ru金jin屬shu氧yang化hua物wu濕shi敏min電dian阻zu、矽濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優點是靈敏度高,主要缺點是線性度和產品的互換性差。
1.2 濕敏電容
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容製成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪(lao)酸(suan)醋(cu)酸(suan)纖(xian)維(wei)等(deng)。當(dang)環(huan)境(jing)濕(shi)度(du)發(fa)生(sheng)改(gai)變(bian)時(shi),濕(shi)敏(min)電(dian)容(rong)的(de)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),使(shi)其(qi)電(dian)容(rong)量(liang)也(ye)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua),其(qi)電(dian)容(rong)變(bian)化(hua)量(liang)與(yu)相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)。濕(shi)敏(min)電(dian)容(rong)的(de)主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是(shi)靈(ling)敏(min)度(du)高(gao)、產品互換性好、響應速度快、濕度的滯後量小、便於製造、容易實現小型化和集成化,其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生產濕敏電容的主要廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產的SH1100型濕敏電容為例,其測量範圍是(1%~99%)RH,在55%RH時的電容量為180pF(典型值)。當相對濕度從0變化到100%時,電容量的變化範圍是163pF~202pF。溫度係數為0.04pF/℃,濕度滯後量為±1.5%,響應時間為5s。除電阻式、電容式濕敏元件之外,還有電解質離子型濕敏元件、重量型濕敏元件(利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率)、光強型濕敏元件、聲(sheng)表(biao)麵(mian)波(bo)濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)等(deng)。濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)的(de)線(xian)性(xing)度(du)及(ji)抗(kang)汙(wu)染(ran)性(xing)差(cha),在(zai)檢(jian)測(ce)環(huan)境(jing)濕(shi)度(du)時(shi),濕(shi)敏(min)元(yuan)件(jian)要(yao)長(chang)期(qi)暴(bao)露(lu)在(zai)待(dai)測(ce)環(huan)境(jing)中(zhong),很(hen)容(rong)易(yi)被(bei)汙(wu)染(ran)而(er)影(ying)響(xiang)其(qi)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)及(ji)長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)。
2 集成濕度傳感器的性能特點及產品分類
目前,國外生產集成濕度傳感器的主要廠家及典型產品分別為Honeywell公司(HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型),Humirel公司(HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型),Sensiron公司(SHT11、SHT15型)。這些產品可分成以下三種類型。
2.1 線性電壓輸出式集成濕度傳感器
典型產品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其qi主zhu要yao特te點dian是shi采cai用yong恒heng壓ya供gong電dian,內nei置zhi放fang大da電dian路lu,能neng輸shu出chu與yu相xiang對dui濕shi度du呈cheng比bi例li關guan係xi的de伏fu特te級ji電dian壓ya信xin號hao,響xiang應ying速su度du快kuai,重zhong複fu性xing好hao,抗kang汙wu染ran能neng力li強qiang。
2.2 線性頻率輸出式集成濕度傳感器
典型產品為HF3223型。它采用模塊式結構,屬於頻率輸出式集成濕度傳感器,在55%RH時的輸出頻率為8750Hz(典型值),當相對濕度從10%變化到95%時,輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗幹擾能力強、便於配數字電路或單片機、價格低等優點。