……………濕度傳感器傳感器技術與應用武漢職業技術學院

熊曉倩課程內容CONTENTS濕度的定義及其表示方法02濕度傳感器的主要特性03濕敏電阻04濕敏電阻的主要應用05概述01一、概述濕度傳感器的定義

隨著現代工農業技術的發展及生活環境的提高,濕度的檢測與控制成為生產和生活中必不可少的手段。舉例說明例如：

大規劃集成電路生產車間，當其相對濕度低于50%時，容易產生靜電而影響生產；一些粉塵大的車間，當濕度小而產生靜電時，容易發生爆炸；一些倉庫在濕度過大時，易發生變質或霉變現象；濕度是通過濕度傳感器來測量的。二、濕度的定義及其表示方法濕度的定義

濕度是指物質中所含水蒸氣的量，或空氣的干燥、潮濕程度。常用絕對濕度、相對濕度和露點（或露點溫度）來表示。絕對濕度

絕對濕度是指在一定溫度及壓力條件下，單位體積待測氣體中

含水蒸氣的質量，即水蒸氣的密度。其數學表達式為：

式中，Mv為待測氣體中的水蒸氣的質量，V為待測氣體的總體積，Ha為待測氣體的絕對濕度，單位為g/m5。

二、濕度的定義及其表示方法相對濕度

相對濕度為待測氣體中的水蒸氣氣壓與同溫度下飽和水蒸氣壓的比值的百分數，其數學表達式為：

Pv為某溫度下待測氣體的水蒸氣壓；Pw為與待測氣體溫度相同時水的飽和蒸氣壓；RH為相對濕度，其單位為%RH。

相對濕度與氣溫呈負相關，氣溫越高，同溫度下飽和水汽壓越高，相對濕度越小。相對濕度能準確地說明空氣的干濕程度,與人體感覺的干濕程度一致，所以實際中更常使用相對濕度。

二、濕度的定義及其表示方法露點溫度

保持壓力不變，將含水蒸氣的空氣冷卻，當降到某溫度時，空氣中的水蒸氣達到飽和狀態，開始從氣態變為液態而凝結成露珠，稱為結露，這一特定的溫度稱為露點溫度，其單位為℃。什么叫露點

如果這一特定的溫度低于0℃，水蒸氣將凝結成霜，此時溫度稱為霜點或霜點溫度，通常對兩者不予區分，統稱為露點。三、濕度傳感器的主要特性將濕度變為電信號的傳感器紅外線濕度計微波濕度計濕敏電容濕度計濕敏電阻濕度計金屬氧化物陶瓷濕敏電阻金屬氧化物膜型濕敏電阻有機高分子膜濕敏電阻

最常用的濕度傳感器是濕敏電阻，濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導致本身電阻值發生變化這一原理而制成的。四、濕敏電阻金屬氧化物陶瓷濕敏電阻式傳感器

是將MgCr，0，-T102(鉻酸鎂-氧化鈦)等金屬氧化物以高溫燒結的工藝制成多孔性陶瓷半導體薄片。

與日常生活中常用的結構致密的陶瓷相比，其接觸空氣的表面積顯著增大，所以水汽極易吸附于其表面及孔隙中，使其電阻率下降。

當相對濕度從1%RH變為95%RH時，其電阻率變化高達4個數量級左右。四、濕敏電阻金屬氧化物膜型濕敏電阻傳感器

它是在陶瓷基片上先制作梳狀電極，并固定引線，然后覆蓋上金屬氧化物，燒結或烘干使之固化成膜。其優點是傳感器電阻的對數值與濕度成線性關系，測濕范圍廣、工作溫度范圍大。四、濕敏電阻高分子材料濕敏電阻式傳感器

這個傳感器是目前發展迅速、應用較廣的一類新型濕敏電阻式傳感器,吸濕材料采用可吸濕電離的高分子材料，如高氯酸鋰-聚氯乙烯、有親水性基團的有機硅氧烷、四乙基硅烷的共聚膜等。具有響應時間快、線性好、成本低等優點。四、濕敏電阻的具體應用濕度傳感器常用于檢測土壤濕度如圖所示為土壤濕度測量電路。

圖中濕敏電阻RH為晶體管VT提供偏流，RH插人土壤，濕度不同傳感器阻值不同，則VT基極電流不同,使通過VT的IE發生變化，在R2上轉換為電壓變化，并經過運算放大器A放大輸出。

使用時，需先對電路系統進行標定。先將RH放在水中，此時濕度為100%,調節RP2使增益輸出滿量程為5V；再將RH擦干(此時濕度為0%)，調節RP1比較端的電壓，使輸出為0v。土壤濕度測量電路四、濕敏電阻的具體應用汽車后窗玻璃自動去濕系統也需要用到濕度傳感器電路如圖所示。

在常溫常濕情況下，調節好各電阻值，因濕敏電阻RH阻值較大，使VT1晶體管導通，VT2晶體管截止(VT1、VT2構成施密特觸發電路)，繼電器K不工作，其常開觸點K1斷開，加熱電阻絲RL無電流流過。四、濕敏電阻的具體應用汽車后窗玻璃自動去濕系統也需要用到濕度傳感器電路如圖所示。

當汽車后窗玻璃內外溫差較大,且濕度過大時，將導致濕敏電阻RH的阻值減小，不足以維持VT1，晶體管導通，此時VT1晶體管截止，VT2晶體管導通，使其負載繼電器K通電，其常開觸點K1閉合，然后加熱電阻絲RL開始加熱，驅散后窗玻璃上的濕氣，同時加熱指示燈亮。四、濕敏電阻的具體應用汽車后窗玻璃自動去濕系統也需要用到濕度傳感器電路如圖所示。

當后窗玻璃上的濕度減小到一定程度時，隨著濕