湿敏传感器讲稿.ppt

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1、关于湿敏传感器第一页，讲稿共四十六页哦露点（温度）在一定大气压下，将含有水蒸气的空气冷却，当温在一定大气压下，将含有水蒸气的空气冷却，当温度下降到某一特定值时，空气中的水蒸气达到饱和度下降到某一特定值时，空气中的水蒸气达到饱和状态，开始从气态变成液态而凝结成露珠，这种现状态，开始从气态变成液态而凝结成露珠，这种现象称为象称为结露结露，这一特定温度就称为，这一特定温度就称为露点温度，露点温度，相对湿相对湿度为度为100100RHRH。如果这一温度低于如果这一温度低于00时，水蒸气将时，水蒸气将结霜结霜，又称为，又称为霜点霜点温度温度。两者统称为露点。空气中水蒸气压越小，露。两者统称为露点。空气中

2、水蒸气压越小，露点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。第二页，讲稿共四十六页哦湿敏传感器的定义 湿敏传感器是能够感受外界湿度变化，并通过器件材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号的器件。主要由两个部分组成：湿敏元件和转换电路，除此之外还包括一些辅助元件，如辅助电源、温度补偿、输出显示设备等 第三页，讲稿共四十六页哦一个理想的湿敏传感器应具备的性能使用寿命长，稳定性好使用寿命长，稳定性好 灵敏度高，线性度好，温度系数小灵敏度高，线性度好，温度系数小 使用范围宽，测量精度高使用范围宽，测量精度高 响应迅速响应迅速 湿滞回差小，重现性好湿滞回差小，重现性

3、好 能在恶劣环境中使用，抗腐蚀、耐低温和高温等特性好能在恶劣环境中使用，抗腐蚀、耐低温和高温等特性好 器件的一致性和互换性好，易于批量生产，成本低器件的一致性和互换性好，易于批量生产，成本低 器件感湿特征量应在易测范围内器件感湿特征量应在易测范围内第四页，讲稿共四十六页哦湿敏传感器的主要参数及特性 感湿特性 湿度量程 灵敏度 湿滞特性 响应时间 感湿温度系数 老化特性 第五页，讲稿共四十六页哦感湿特性感湿特性 每种湿度传感器都有其感湿每种湿度传感器都有其感湿特征量，如电阻、电容等，通常特征量，如电阻、电容等，通常用电阻比较多。以电阻为例，在用电阻比较多。以电阻为例，在规定的工作湿度范围内，湿度

4、传规定的工作湿度范围内，湿度传感器的电阻值随环境湿度变化的感器的电阻值随环境湿度变化的关系特性曲线，简称关系特性曲线，简称阻湿特性。阻湿特性。有的湿度传感器的电阻值随湿度有的湿度传感器的电阻值随湿度的增加而增大，这种为的增加而增大，这种为正特性湿敏正特性湿敏电阻器，电阻器，如如Fe3O4湿敏电阻器。有湿敏电阻器。有的阻值随着湿度的增加而减小，这的阻值随着湿度的增加而减小，这种为种为负特性湿敏电阻器负特性湿敏电阻器，如，如TiO2SnO2陶瓷湿敏电阻器。陶瓷湿敏电阻器。第六页，讲稿共四十六页哦湿度量程指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范围。全湿度范围用相对湿度

5、围。全湿度范围用相对湿度(0100)RH表示，它是湿度传感器工作性能的一项重表示，它是湿度传感器工作性能的一项重要指标。要指标。第七页，讲稿共四十六页哦感湿灵敏度感湿灵敏度 简简称称灵灵敏敏度度，又又叫叫湿湿度度系系数数。其其定定义义是是在在某某一一相相对对湿湿度度范范围围内内，相相对对湿湿度度改改变变1RH时时，湿湿度度传传感感器器电电参参量量的的变变化化值值或百分率。或百分率。各种不同的湿度传感器，对灵敏度的要求各不相同，对于低各种不同的湿度传感器，对灵敏度的要求各不相同，对于低湿型或高湿型的湿度传感器，它们的量程较窄，要求灵敏度要很湿型或高湿型的湿度传感器，它们的量程较窄，要求灵敏度要很

6、高。但对于全湿型湿度传感器，并非灵敏度越大越好，因为电阻高。但对于全湿型湿度传感器，并非灵敏度越大越好，因为电阻值的动态范围很宽，给配制二次仪表带来不利，所以灵敏度的大值的动态范围很宽，给配制二次仪表带来不利，所以灵敏度的大小要适当。小要适当。第八页，讲稿共四十六页哦湿滞特性 第九页，讲稿共四十六页哦感湿温度系数感湿温度系数 反反映映湿湿度度传传感感器器温温度度特特性性的的一一个个比比较较直直观观、实实用用的的物物理理量量。它它表表示示在在两两个个规规定定的的温温度度下下，湿湿度度传传感感器器的的电电阻阻值值(或或电电容容值值)达达到到相相等等时时，其其对对应应的的相相对对湿湿度度之之差差与与

7、两两个个规规定定的的温温度度变变化化量量之之比比，称称为为感感湿湿温温度度系系数数。或或环境温度每变化环境温度每变化1时，所引起的湿度传感器的湿度误差。感湿温度系数时，所引起的湿度传感器的湿度误差。感湿温度系数 T温度温度25与另一规定环境温度之差；与另一规定环境温度之差；H1温温度度25时时湿湿度度传传感感器器某某一一电电阻阻值值(或或电电容容值值)对对应应的的相相对对湿湿度度值；值；H2另另一一规规定定环环境境温温度度下下湿湿度度传传感感器器另另一一电电阻阻值值(或或电电容容值值)对对应应的的相相对湿度。对湿度。(%RH/)=第十页，讲稿共四十六页哦响应时间响应时间 在在一一定定温温度度下

8、下，当当相相对对湿湿度度发发生生跃跃变变时时，湿湿度度传传感感器器的的电电参参量达到稳态变化量的规定比例所需要的时间。量达到稳态变化量的规定比例所需要的时间。一般是以相应的起始和终止这一相对湿度变化区间的一般是以相应的起始和终止这一相对湿度变化区间的63作为相对湿度变化所需要的时间，也称作为相对湿度变化所需要的时间，也称时间常数时间常数，它，它是反映湿度传感器相对湿度发生变化时，其反应速度的快慢。是反映湿度传感器相对湿度发生变化时，其反应速度的快慢。单位是单位是s。也有规定从起始到终止也有规定从起始到终止90的相对湿度变化作为响应时的相对湿度变化作为响应时间的。响应时间又分为间的。响应时间又分

9、为吸湿响应时间吸湿响应时间和和脱湿响应时间脱湿响应时间。大。大多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间，一般多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间，一般以脱湿响应时间作为湿度传感器的响应时间。以脱湿响应时间作为湿度传感器的响应时间。第十一页，讲稿共四十六页哦湿敏传感器的分类 界限电流式湿敏传感器湿敏传感器电阻式电容式其它电解质式陶瓷式高分子式陶瓷式高分子式光纤湿敏传感器二极管式、石英振子、SAW式、微波式、热导式等 湿敏传感器在精密仪器、半导体集成电路与元器件制造场所，气象预报、医疗卫生、湿敏传感器在精密仪器、半导体集成电路与元器件制造场所，气象预报、医疗卫生、食品加工等行业都有

10、广泛的应用。食品加工等行业都有广泛的应用。第十二页，讲稿共四十六页哦电阻式湿敏传感器电阻式湿敏传感器电阻式湿敏传感器是利用器件电阻值随湿度变化的基本原理来进行工作的，其感湿特征量为电阻值。根据使用感湿材料的不同，电阻式湿敏传感器可分为：电解质式 陶瓷式 高分子式第十三页，讲稿共四十六页哦7.3.1 电解质式（氯化锂）湿敏电阻电解质式（氯化锂）湿敏电阻电电解解质质是是以以离离子子形形式式导导电电的的物物质质，分分为为固固体体电电解解质质和和液液体体电电解解质质。若若物物质质溶溶于于水水中中，在在极极性性水水分分子子作作用用下下，能能全全部部或或部部分分地地离离解解为为自自由由移移动动的的正正、负

11、负离离子子，称称为为液液体体电电解解质质。电电解解质质溶溶液液的的电电导导率率与与溶溶液液的的浓度有关，而溶液的浓度，在一定的温度下又是环境相对湿度的函数。浓度有关，而溶液的浓度，在一定的温度下又是环境相对湿度的函数。氯氯化化锂锂湿湿敏敏电电阻阻是是利利用用吸吸湿湿性性盐盐类类潮潮解解，离离子子导导电电率率发发生生变变化化而而制制成成的的测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成，测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成，如图如图7-33所示。所示。第十四页，讲稿共四十六页哦图7-33 湿敏电阻结构示意图 第十五页，讲稿共四十六页哦 氯氯化化锂锂通通常常与与聚聚乙乙烯烯醇醇组组成成混混合合体

12、体，在在氯氯化化锂锂（LiCl）溶溶液液中中，Li和和Cl均均以以正正负负离离子子的的形形式式存存在在，而而Li对对水水分分子子的的吸吸引引力力强强，离离子子水水合合程程度度高高，其其溶溶液液中中的的离离子子导导电电能能力力与与浓浓度度成成正正比比。当当溶溶液液置置于于一一定定温温湿湿场场中中，若若环环境境相相对对湿湿度度高高，溶溶液液将将吸吸收收水水分分，使使浓浓度度降降低低，因因此此，其其溶溶液液电电阻阻率率增增高高。反反之之，环环境境相相对对湿湿度度变变低低时时，则则溶溶液液浓浓度度升升高高，其其电电阻阻率率下下降降，从从而而实实现现对对湿湿度度的的测测量量。氯氯化化锂锂湿湿敏敏元元件件

13、的的电电阻阻湿湿度度特特性性曲曲线线如如图图7-34所所示。示。第十六页，讲稿共四十六页哦图7-34 氯化锂湿度电阻特性曲线 第十七页，讲稿共四十六页哦 由由图图可可知知，在在50%80%相相对对湿湿度度范范围围内内，电电阻阻与与湿湿度度的的变变化化成成线线性性关关系系。为为了了扩扩大大湿湿度度测测量量的的线线性性范范围围，可可以以将将多多个个氯氯化化锂锂（LiCl）含含量量不不同同的的器器件件组组合合使使用用，如如将将测测量量范范围围分分别别为为（10%20%）RH、（20%40%）RH、（40%70%）RH、（70%90%）RH和和（80%99%）RH五种器件配合使用，就可自动地转换完成整

14、个湿度范围的湿度测量。五种器件配合使用，就可自动地转换完成整个湿度范围的湿度测量。第十八页，讲稿共四十六页哦 氯氯化化锂锂湿湿敏敏元元件件的的优优点点：滞滞后后小小，不不受受测测试试环环境境风风速速影影响响，检测精度高达检测精度高达%缺缺点点：耐耐热热性性差差，不不能能用用于于露露点点以以下下测测量量，器器件件性性能能重重复复性性不不理理想想，使用寿命短使用寿命短第十九页，讲稿共四十六页哦半导体陶瓷湿敏电阻半导体陶瓷湿敏电阻 通通常常，用用两两种种以以上上的的金金属属氧氧化化物物半半导导体体材材料料混混合合烧烧结结而而成成为为多多孔孔陶陶瓷瓷。这这些些材材料料有有ZnO-LiO2-V2O5系系

15、、Si-Na2O-V2O5系系、TiO2-MgO-Cr2O3系系、Fe3O4等等，前前三三种种材材料料的的电电阻阻率率随随湿湿度度增增加加而而下下降降，故故称称为为负负特特性性湿湿敏敏半半导导体体陶陶瓷瓷，最最后后一一种种的的电电阻阻率率随随湿湿度度增增加加而而增增大大，故故称称为为正正特特性性湿敏半导体陶瓷湿敏半导体陶瓷(以下简称半导瓷以下简称半导瓷)。第二十页，讲稿共四十六页哦 1.负特性湿敏半导体陶瓷的导电机理负特性湿敏半导体陶瓷的导电机理 由由于于水水分分子子中中的的氢氢原原子子具具有有很很强强的的正正电电场场，当当水水在在半半导导瓷瓷表表面面吸附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半

16、导瓷表面带负电吸附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电如果该半导瓷是型半导体，则由于水分子吸附使表面电势下降，将吸引更多的空穴到达其表面，其表面层的电阻下降若该半导瓷为型，则由于水分子的附着使表面电势下降，如果表面电势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度，出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以在表面迁移而表现出电导特性，使N型半导瓷材料的表面电阻下降不论是型还是型半导体陶瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降不论是型还是型半导体陶瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降第二十一页，讲稿共四十六页哦图 7-3

17、5 几种半导瓷湿敏负特性 第二十二页，讲稿共四十六页哦 2.正特性湿敏半导瓷的导电机理正特性湿敏半导瓷的导电机理 正正特特性性湿湿敏敏半半导导瓷瓷的的导导电电机机理理的的解解释释可可以以认认为为这这类类材材料料的的结结构构、电电子子能能量量状状态态与与负负特特性性材材料料有有所所不不同同。当当水水分分子子附附着着半半导导瓷瓷的的表表面面使使电电势势变变负负时时，导导致致其其表表面面层层电电子子浓浓度度下下降降，但但这这还还不不足足以以使使表表面面层层的的空空穴穴浓浓度度增增加加到到出出现现反反型型程程度度，此此时时仍仍以以电电子子导导电电为为主主。于于是是，表表面面电电阻阻将将由由于于电电子子

18、浓浓度度下下降降而而加加大大，这这类类半半导导瓷瓷材材料料的的表表面面电电阻阻将将随随湿湿度度的的增增加加而而加加大大。通通常常湿湿敏敏半半导导瓷瓷材材料料都都是是多多孔孔的的，表表面面电电导导占占的的比比例例很很大大，故故表表面面层层电电阻阻的的升升高高，必必将将引引起起总总电电阻阻值值的的明明显升高。显升高。第二十三页，讲稿共四十六页哦图 7-36 Fe3O4半导瓷的正湿敏特性 第二十四页，讲稿共四十六页哦 3.典型半导瓷湿敏元件典型半导瓷湿敏元件 （1）MgCr2O4-TiO2湿湿敏敏元元件件 氧氧化化镁镁复复合合氧氧化化物物-二二氧氧化化钛钛湿湿敏敏材材料料通通常常制制成成多多孔孔陶陶

19、瓷瓷型型“湿湿电电”转转换换器器件件，这这种种多多孔孔陶陶瓷瓷的的气气孔孔大大部部分分为为粒粒间间气气孔孔,气气孔孔直直径径随随TiO2添添加加量量的的增增加加而而增增大大。粒粒间间气气孔孔与与颗颗粒粒大大小小无无关关,相相当当于于一一种种开开口口毛毛细细管管,容容易易吸吸附附水水分分。材材料料的的主主晶晶相相是是MgCr2O4相相,此此外外,还有还有TiO2相等相等,感湿体是一个多晶多相的混合物。感湿体是一个多晶多相的混合物。它它是是负负特特性性半半导导瓷瓷，MgCr2O4为为型型半半导导体体，它它的的电电阻阻率率低低，阻阻值值温度特性好温度特性好.第二十五页，讲稿共四十六页哦图7-37 M

20、gCr2O4-TiO2陶瓷 结构结构:在在MgCr2O4-TiO2陶瓷片的两面涂覆有多孔金电极。陶瓷片的两面涂覆有多孔金电极。金电极与引出线烧结在一起，为了减少测量误差，在陶瓷金电极与引出线烧结在一起，为了减少测量误差，在陶瓷片外设置由镍铬丝制成的加热线圈，以便对器件加热清洗，片外设置由镍铬丝制成的加热线圈，以便对器件加热清洗，排除恶劣气氛对器件的污染。整个器件安装在陶瓷基片上，排除恶劣气氛对器件的污染。整个器件安装在陶瓷基片上，电极引线一般采用铂电极引线一般采用铂铱合金。铱合金。第二十六页，讲稿共四十六页哦 MgCr2O4-TiO2陶瓷湿度传感器湿度传感器的结构相对湿度与电阻的关系 主要特性

21、与性能主要特性与性能 （1 1）电阻一湿度特性）电阻一湿度特性 MgCr2O4TiO2系陶瓷湿度传感器的电阻一湿度特性，随着相对湿度的系陶瓷湿度传感器的电阻一湿度特性，随着相对湿度的增加，电阻值急骤下降，基本按指数规律下降。在单对数的坐标中，电阻增加，电阻值急骤下降，基本按指数规律下降。在单对数的坐标中，电阻湿湿度特性近似呈线性关系。当相对湿度由度特性近似呈线性关系。当相对湿度由0变为变为100RH时，阻值从时，阻值从107下降到下降到104，即变化了三个数量级，即变化了三个数量级。20406080100103104105106107108相对湿度/%R/第二十七页，讲稿共四十六页哦电阻电阻温

22、度特性温度特性 下图是在不同的温度环境下，测量陶瓷湿度传感器的下图是在不同的温度环境下，测量陶瓷湿度传感器的电阻电阻温度特性。从图可见，从温度特性。从图可见，从20到到80各条曲线的变化各条曲线的变化规律基本一致，具有负温度系数，其感湿负温度系数为规律基本一致，具有负温度系数，其感湿负温度系数为0.38RH。如果要求精确的湿度测量，需要对湿度传感。如果要求精确的湿度测量，需要对湿度传感器进行温度补偿。器进行温度补偿。20406080100103104105106107108相对湿度/%20406080R/MgCr2O4-TiO2系湿度传感器的电阻温度特性第二十八页，讲稿共四十六页哦MgCr2O

23、4-TiO2系湿度传感器的时间响应特性20406080100010203094%RH 50%RH1%RH 50%RH t/s%RH响应时间响应时间 响应时间特性如图。根据响应时间的规定，从图中可知，响响应时间特性如图。根据响应时间的规定，从图中可知，响应时间小于应时间小于10s。第二十九页，讲稿共四十六页哦稳定性稳定性制成的制成的MgCr2O4-TiO2系陶瓷类湿度传感器，需要实验：系陶瓷类湿度传感器，需要实验：高高温温负负荷荷实实验验(大大气气中中，温温度度150，交交流流电电压压5V，时时间间104h)；高高温温高高湿湿负负荷荷试试验验(湿湿度度大大于于95RH，温温度度60，交交流流电电

24、压压5V，时间，时间104h)；常常温温常常湿湿试试验验湿湿度度(1090)RH，温温度度(1040)；油油气气循循环环试试验验(油油蒸蒸气气加加热热清清洗洗循循环环25万万次次，交交流流电电压压5V)。经经过过以以上上各各种种试试验验，大大多多数数陶陶瓷瓷湿湿度度传传感感器器仍仍能能可可靠靠地工作，说明稳定性比较好。地工作，说明稳定性比较好。第三十页，讲稿共四十六页哦 （2）ZnO-Cr2O3陶陶瓷瓷湿湿敏敏元元件件 ZnO-Cr2O3湿湿敏敏元元件件的的结结构构是是将将多多孔孔材材料料的的金金电电极极烧烧结结在在多多孔孔陶陶瓷瓷圆圆片片的的两两表表面面上上，并并焊焊上上铂铂引引线线，然然后

25、后将将敏敏感感元元件件装装入入有有网网眼眼过过滤滤的的方方形形塑塑料料盒盒中中用用树树脂脂固固定定，其其结结构构如如图图7-39所示。所示。ZnO-Cr2O3传感器能连续稳定地测量湿度，而无须加热除污装置，因此功传感器能连续稳定地测量湿度，而无须加热除污装置，因此功耗低于耗低于0.5，体积小，成本低，是一种常用测湿传感器。，体积小，成本低，是一种常用测湿传感器。第三十一页，讲稿共四十六页哦陶瓷式电阻湿敏传感器的特点陶瓷式电阻湿敏传感器的特点 测湿范围宽，可实现全湿范围内的湿度测量；测湿范围宽，可实现全湿范围内的湿度测量；传感器表面与水蒸气的接触面积大，易于水蒸气的吸收与脱传感器表面与水蒸气的接

26、触面积大，易于水蒸气的吸收与脱却；却；陶瓷烧结体能耐高温，物理、化学性质稳定，常温湿度传感陶瓷烧结体能耐高温，物理、化学性质稳定，常温湿度传感器的工作温度在器的工作温度在150以下，而高温湿度传感器的工作温度可以下，而高温湿度传感器的工作温度可达达800.抗污染能力强抗污染能力强,适合采用加热去污的方法恢复材料的湿敏特性；适合采用加热去污的方法恢复材料的湿敏特性；可以通过调整烧结体表面晶粒、晶粒界和细微气孔的构造，改善可以通过调整烧结体表面晶粒、晶粒界和细微气孔的构造，改善传感器湿敏特性。传感器湿敏特性。响应时间较短，精度高响应时间较短，精度高;工艺简单，成本低廉。工艺简单，成本低廉。第三十二

27、页，讲稿共四十六页哦湿度传感器的测量电路湿度传感器的测量电路 （一）检测电路的选择（一）检测电路的选择 1、电源选择 一一切切电电阻阻式式湿湿度度传传感感器器都都必必须须使使用用交交流流电电源源，否否则则性性能能会会劣劣化化甚甚至至失效。失效。电电解解质质湿湿度度传传感感器器的的电电导导是是靠靠离离子子的的移移动动实实现现的的，在在直直流流电电源源作作用用下下，正正、负负离离子子必必然然向向电电源源两两极极运运动动，产产生生电电解解作作用用，使使感感湿湿层层变变薄薄甚甚至至被被破破坏坏；在在交交流流电电源源作作用用下下，正正负负离离子子往往返返运运动动，不不会会产产生生电电解解作作用用，感感湿

28、湿膜膜不会被破坏。不会被破坏。交流电源的频率选择是，在不产生正、负离子定向积累情况下尽可能交流电源的频率选择是，在不产生正、负离子定向积累情况下尽可能低一些。在高频情况下，测试引线的容抗明显下降，会把湿敏电阻短路。低一些。在高频情况下，测试引线的容抗明显下降，会把湿敏电阻短路。另外，湿敏膜在高频下也会产生集肤效应，阻值发生变化，影响到测湿灵另外，湿敏膜在高频下也会产生集肤效应，阻值发生变化，影响到测湿灵敏度和准确性。敏度和准确性。第三十三页，讲稿共四十六页哦2 2温度补偿温度补偿湿湿度度传传感感器器具具有有正正或或负负的的温温度度系系数数，其其温温度度系系数数大大小小不不一一，工作温区有宽有窄

29、。所以要考虑温度补偿问题。工作温区有宽有窄。所以要考虑温度补偿问题。对对于于半半导导体体陶陶瓷瓷传传感感器器，其其电电阻阻与与温温度度的的的的关关系系一一般般为为指指数数函函数关系，通常其温度关系属于数关系，通常其温度关系属于NTC型，即型，即 H：相对湿度；：相对湿度；T：绝对温度；：绝对温度；R0：在：在T=0相对湿度相对湿度H=0时的阻值；时的阻值；A：湿度常数；：湿度常数；B：温度常数。：温度常数。温度系数湿度系数湿度温度系数若传感器的湿度温度系数为若传感器的湿度温度系数为0.07RH/，工作温度差为，工作温度差为30，测，测量误差为量误差为0.21RH/，则不必考虑温度补偿；若湿度温

30、度系，则不必考虑温度补偿；若湿度温度系数为数为0.4RH/，则引起，则引起12RH/的误差的误差,必须进行温度补偿。必须进行温度补偿。第三十四页，讲稿共四十六页哦 3 3线性化线性化 湿度传感器的感湿特征量与相对湿度之间的关系不是线湿度传感器的感湿特征量与相对湿度之间的关系不是线性的，这给湿度的测量、控制和补偿带来了困难。需要通过性的，这给湿度的测量、控制和补偿带来了困难。需要通过一种变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系线性化。下图一种变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系线性化。下图为湿度传感器测量电路原理框图。为湿度传感器测量电路原理框图。A2A1A3A4A5A6+_湿敏元件R1R2R3R4

31、R5R6RTUSCC1C2C3W湿度传感器测量电路原理框图D1振荡器放大电路传感器驱动电路整流电路对数温补电路第三十五页，讲稿共四十六页哦 （二）典型电路（二）典型电路 电阻式湿度传感器，其测量电路主要有两种形式电阻式湿度传感器，其测量电路主要有两种形式:1电桥电路振振荡荡器器对对电电路路提提供供交交流流电电源源。电电桥桥的的一一臂臂为为湿湿度度传传感感器器，由由于于湿湿度度变变化化使使湿湿度度传传感感器器的的阻阻值值发发生生变变化化，于于是是电电桥桥失失去去平平衡衡，产产生生信信号号输输出出，放放大大器器可可把把不不平平衡衡信信号号加加以以放放大大，整整流流器器将将交交流流信信号号变变成成直

32、直流流信信号号，由由直直流流毫毫安安表表显显示示。振振荡荡器器和和放放大大器器都都由由9V直直流流电源供给。电桥法适合于氯化锂湿度传感器。电源供给。电桥法适合于氯化锂湿度传感器。振荡器电 桥放大器桥式整流电表指示直流电源9V湿度传感器电桥测湿电路框图第三十六页，讲稿共四十六页哦100k传感器湿度3AX3 210k100k63DG62k2k2.2k9V10F10F20F10F20F3k2U10F51k51k100mA便携式湿度计的实际电路便携式湿度计的实际电路 第三十七页，讲稿共四十六页哦 2 2欧姆定律电路欧姆定律电路 此此电电路路适适用用于于可可以以流流经经较较大大电电流流的的陶陶瓷瓷湿湿度

33、度传传感感器器。由由于于测测湿湿电电路路可可以以获获得得较较强强信信号号，故故可可以以省省去去电电桥桥和和放放大大器器，可可以用市电作为电源，只要用降压变压器即可。其电路图如图。以用市电作为电源，只要用降压变压器即可。其电路图如图。欧姆定律电路220V22k51k3V2AP94输入Rd插口0.05F2第三十八页，讲稿共四十六页哦 3 3带温度补偿的湿度测量电路带温度补偿的湿度测量电路 在在实实际际应应用用中中，需需要要同同时时考考虑虑对对湿湿度度传传感感器器进进行行线线性性处处理理和和温温度度补补偿偿，常常常常采采用用运运算算放放大大器器构构成成湿湿度度测测量量电电路路。下下图图为为湿湿度度测

34、测量量电电路路中中Rt是是热热敏敏电电阻阻器器(20k，B=4100K)；RH为为H204C湿湿度度传传感感器器，运运算算放放大大器器型型号号为为LM2904。该该电电路路的的湿湿度度电电压压特特性性及及温温度度特特性性表表明明：在在(3090)RH、1535范围内，输出电压表示的湿度误差不超过范围内，输出电压表示的湿度误差不超过3RH。_+_+1V120HZ51k91k22k91kRH+12V-12VD20F47k100k100k330kUOUT-VSRtA2A1第三十九页，讲稿共四十六页哦湿敏传感器的应用 汽汽车驾驶室室挡风玻璃自玻璃自动去湿装置，去湿装置，如如图10-37a10-37a、

35、b b。图10-37a10-37a为风挡玻璃示意玻璃示意图，图中中R R8 8为嵌入玻璃的加嵌入玻璃的加热阻阻丝，H H 为结露感湿露感湿元件。元件。图10-37b10-37b为所用的所用的电路。路。VTVT1 1、VTVT2 2接接成施密特触成施密特触发电路，路，VTVT2 2的集的集电极极负载为继电器器K K的的线圈圈绕组。VTVT1 1的基极回的基极回路的路的电阻阻为R R1 1、R R2 2和湿敏元件和湿敏元件H H的等效的等效电阻阻R Rpopo事先事先调整好各整好各电阻阻值，使常温、，使常温、常湿下常湿下VTVT1 1导通，通，VTVT2 2截止（截止（VTVT1 1的集的集电极极

36、-射极射极电压接近于零而使接近于零而使VTVT2 2截止）；截止）；继电器器K K不工作，加不工作，加热器无器无电流流流流过。湿度增加，湿敏湿度增加，湿敏传感器阻感器阻值减小，减小，VTVT1 1截止，截止，VTVT2 2导通，通，继电器器K K工作，加工作，加热器加器加热，驱散潮气。散潮气。第四十页，讲稿共四十六页哦露点露点 降低温度降低温度会产生结露现会产生结露现象。露点与农象。露点与农作物的生长有作物的生长有很大关系，结很大关系，结露也严重影响露也严重影响电子仪器的正电子仪器的正常工作，必须常工作，必须予以注意。予以注意。测量露点的仪器测量露点的仪器第四十一页，讲稿共四十六页哦露点传感器外形露点传感器外形 第四十二页，讲稿共四十六页哦电子电子湿度计模块湿度计模块封装后封装后的外形的外形第四十三页，讲稿共四十六页哦电子式电子式温湿度计温湿度计第四十四页，讲稿共四十六页哦机械机械式、式、电子式电子式温湿度计对比温湿度计对比第四十五页，讲稿共四十六页哦感感谢谢大大家家观观看看第四十六页，讲稿共四十六页哦