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湿度传感器工作原理和常用型号

发布时间:2021-04-12

【导读】湿度传感器,英文名称为humidity transducer,是一种能感受气体中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。主要应用于机械工程、传感器、气体及湿度传感器等方面。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。

什么是湿度传感器
湿度传感器,英文名称为humidity transducer,是一种能感受气体中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。主要应用于机械工程、传感器、气体及湿度传感器等方面。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。
 
湿度传感器工作原理和常用型号
 
湿度传感器的特性
 
湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要电阻式、电容式两大类。
 
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。湿敏电阻的优点是灵敏度高,主要缺点是线性度和产品的互换性差。
 
湿敏电容 :湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的。当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、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,其精度一般比湿敏电阻要低一些。
 
湿度传感器工作原理
选择测量范围 ----和测量重量、温度一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程测量。在当今的信息时代,传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。测量的目的在于控制,测量范围与控制范围合称使用范围。
 
选择测量精度----和测量范围一样,测量精度同是传感器最重要的指标。每提高—个百分点。对传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。
 
考虑时漂和温漂 ----几乎所有的传感器都存在时漂和温漂。由于湿度传感器必须和大气中的水汽相接触,所以不能密封。这就决定了它的稳定性和寿命是有限的。
 
常用的湿度传感器型号
常见湿度传感器芯片型号及参数表,目前,国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywell公司(HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型),Humirel公司(HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型),Sensiron公司(SHT11、SHT15型)。
 
湿度传感器工作原理和常用型号
 
这些产品可分成以下三种类型:
 
1 线性电压输出式集成湿度传感器典型产品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其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。
 
2 线性频率输出集成湿度传感器典型产品为HF3223型。它采用模块式结构,属于频率输出式集成湿度传感器,在55%RH时的输出频率为8750Hz(型值),当上对湿度从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。
 
3 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,利用负温度系数(NTC)热敏电阻作为温度传感器。当环境温度变化时,其电阻值也相应改变并且从NTC端引出,配上二次仪表即可测量出温度值。
 
集成湿度传感器的主要技术指标产品型号测量范围/(%RH)测量精度/(%RH)电源电压/V电源电流μA输出范围或输出形式工作温度范围/℃主要特点HIH-36020~100±24~5.82000.8V~3.9-40~+85线性电压输出线,HIH-3610的性能最好,抗污染能力最强HIH-36050~100±24~5.82000.8V~3.9V-40~+85HIH-36100~100±24~5.82000.8V~3.9V-40~+85HM15000~100±354001V~4V-30~+60线性电压输出式,互换性好,不怕水浸。HM1520特别适合测量低温度HM15200~20±254001V~1.6V-30~+60线性频率输出式HF322310~95±551009650Hz~8030Hz-40~+85频率/温度输出线,带NTC热敏电阻测量温度HTF322310~95±551009650Hz~8030Hz,还能输出代表-30℃~+80℃温度的电阻值-40~+85SHT1110~95±3.52.45.528μA(12位)串行数据-40~+120温度/温度输出式,单片智能化,适配μPSHT1510~95±22.45.5串行数据-40~+120。
 
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