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濕度傳感器分類

2011年07月06日 11:58:31人氣:824來源:

  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/溫度測控系統創造了有利條件,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zui簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。
  
  1.1濕敏電阻
  
  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生變化,利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多,例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、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制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時,濕敏電容的介電常數發生變化,使其電容量也發生變化,其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優點是靈敏度高、產品互換性好、響應速度快、濕度的滯后量小、便于制造、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,其測量范圍是(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*時,電容量的變化范圍是163pF~202pF。溫度系數為0.04pF/℃,濕度滯后量為±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、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差,在檢測環境濕度時,濕敏元件要長期暴露在待測環境中,很容易被污染而影響其測量精度及長期穩定性。
  
  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)。
  
  國內生產集成濕度傳感器的廠家以深圳市意賽亞機電有限公司(HSM20、HSM40)為首,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HSM20、HSM40、HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是采用恒壓供電,內置放大電路,能輸出與相對濕度呈比例關系的伏特級電壓信號,響應速度快,重復性好,抗污染能力強。
  
  2.2線性頻率輸出集成濕度傳感器
  
  典型產品為HF3223型。它采用模塊式結構,屬于頻率輸出式集成濕度傳感器,在55%RH時的輸出頻率為8750Hz(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*力強、便于配數字電路或單片機、價格低等優點。
  
  2.3頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器
  
  典型產品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外,還增加了溫度信號輸出端,利用負溫度系數(NTC)熱敏電阻作為溫度傳感器。當環境溫度變化時,其電阻值也相應改變并且從NTC端引出,配上二次儀表即可測量出溫度值。
  
  3集成濕度傳感器典型產品的技術指標
  
  集成濕度傳感器的測量范圍一般可達到0~*。但有的廠家為保證精度指標而將測量范圍限制為10%~95%。設計+5.0V低壓供電的濕度/溫度測試系統時,大陸廠家深圳市意賽亞機電有限公司生產的HSM20、HSM40傳感模塊,HSM20的濕敏元件為濕敏電阻、電壓1.0-3.0V輸出,溫濕度一體,優勢是成本低廉、互換性好,但測試精度為+-5%,對一些濕度要求不是很高的設計行業是;其次是HSM40,采用法國HS1101電容式傳感元件。可實現5-99%RH寬范圍測量,精度可達3%。電壓線性輸出0.8-3.9V(0-*RH),尺寸僅為34*22*9MM。現廣泛被空調(格力)、濕度傳感器、濕度變送器行業所選用。
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