湿度传感器
湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿度传感器是指湿度的敏感元件，现在泛指各种不能直接在现场使用的湿度传感器件或电路板。通常其输出不是标准的0~5V或4~20mA信号，无电源保护，无外围电路。
湿度传感器的分类
湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。
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。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。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，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。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。国外生产湿敏电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的SH1100型湿敏电容为例，其测量范围是（1%～99%）RH，在55%RH时的电容量为180pF（典型值）。当相对湿度从0变化到100%时，电容量的变化范围是163pF～202pF。温度系数为0.04pF/℃，湿度滞后量为±1.5%，响应时间为5s。
除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。
湿度传感器
1、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。
2、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，其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内，而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度系数又有差别。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。
3、湿度传感器的供电
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。
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。
5、湿度校正
校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的，精度无法保证，因其要求环境条件非常严格，一般情况，（最好在湿度环境适合的条件下）在缺乏完善的检定设备时，通常用简单的饱和盐溶液检定法，并测量其温度。
湿度传感器的应用
（一）在湿度测量系统中的应用
(1)在70℃以下（通常在-40℃以上）时，若环境较干净，则使用高分子传感器，污染严重的使用陶瓷传感器（加热清洗再生型）。由于它存在加热清洗过程，不能连续测量，且耗能较大(1～10W)。但寿命长，使用时可选加热清周期较长的传感器，如氯氧基磷灰石陶瓷传感器，2～3个月洗一次，此外，内热式比外热型耗能低。
(2)在70～100℃范围内测湿度，使用具有加热清洗的陶瓷传感器，为提高精度可进行线性及温度补偿。为了实现更高精度则要配以微机．在高温高湿时需频繁地加热清洗，如80% RH以上时，需30S清冼一次，最好装有自动加热清洗装置。
(3)在100～150℃范围内测湿度，在国际上，大都采用陶瓷湿度传感器制作高温湿度仪。
（二）在工业过程自动控制中的应用
为了改善产品的质量和节能，通常在产品干燥系统、反应堆的湿度控制、锅炉水蒸气的漏泄检测、集成电路或磁头加工厂的空调等大都使用陶瓷湿度传感器进行控制；各种空调系统、医疗系统的湿度控制可采用高分子或陶瓷湿度传感器进行。
（三）在蒸汽检漏系统中的应用
在火力发电站、原子能电站、蒸汽机车、锅炉等高温高压设备中，为了预防漏气，防止人身事故，可使用湿度传感器进行检漏。
（四）在其他系统中的应用
在家电中结露传感器可用作磁带录像机结露检测，汽车车窗结露、结霜检测等。
湿度传感器的应用推动了对微电子电路封装故障机制的分析，因集成电路失效与湿度有很大关系。美国麻省理工学院把微湿传感器装在芯片上，对其失效进行早期报警实验成功。为了确保军用器件的高可靠性，Panamclrics公司把微湿传感器封装在集成电路壳体内，检测其早期失效。
综上所述，我们知道了湿敏元件是最简单的湿度传感器。本文还重点讲解了湿度传感器有精度和长期稳定性、湿度传感器的温度系数、湿度传感器的供电、互换性等特点。希望大家都能好好阅览一下本章的内容，充实自己的知识宝库。
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