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濕敏傳感器工作原理

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠(yuǎn)香 ? 2018-12-16 09:59 ? 次閱讀

濕敏傳感器是能夠感受外界濕度變化,并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化,將濕度轉(zhuǎn)化成有用信號的器件。濕度檢測較之其他物理量的檢測顯得困難,這首先是因為空氣中水蒸氣含量要比空氣少得多;另外,液態(tài)水會使一些高分子材料和電解質(zhì)材料溶解,一部分水分子電離后與溶入水中的空氣中的雜質(zhì)結(jié)合成酸或堿,使?jié)衩舨牧喜煌潭鹊厥艿礁g和老化,從而喪失其原有的性質(zhì)。

再者,濕信息的傳遞必須靠水對濕敏器件直接接觸來完成,因此濕敏器件只能直接暴露于待測環(huán)境中,不能密封。通常,對濕敏器件有下列要求:在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好、響應(yīng)時間短、壽命長、有互換性、耐污染和受溫度影響小等。微型化、集成化及廉價是濕敏器件的發(fā)展方向。

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。濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜,當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時,元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化,利用這一特性即可測量濕度。

濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時,濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,使其電容量也發(fā)生變化,其電容變化量與相對濕度成正比。電子式濕敏傳感器的準(zhǔn)確度可達(dá)2-3%RH,這比干濕球測濕精度高。濕敏元件的線性度及抗污染性差,在檢測環(huán)境濕度時,濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中,很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。這方面沒有干濕球測濕方法好。

一、氯化鋰濕敏電阻(其它吸濕鹽類也可)

原理:材料吸濕潮解或干化(能互逆),使器件的電阻率發(fā)生變化。

其溶液中的離子導(dǎo)電能力與濃度成正比。當(dāng)溶液置于一定溫濕場中,若環(huán)境相對濕度高, 溶液將吸收水分,使?jié)舛冉档停?因此,其溶液電阻率增高。 反之,環(huán)境相對濕度變低時,則溶液濃度升高,其電阻率下降。

二、半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻

半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻通常是用兩種以上的金屬氧化物半導(dǎo)體材料混合燒結(jié)而成的多孔陶瓷。導(dǎo)電機(jī)理類似氣敏電阻。1、負(fù)特性濕敏半導(dǎo)瓷,2、正特性濕敏半導(dǎo)瓷

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