湿度比心情好2019年2月15日10: 01: 38

湿度传感器选择

测量范围

就像测量重量和温度一样，在选择湿度传感器时，我们必须首先确定测量范围。除气象、科研部门外，温湿度测控一般不需要全湿度范围(0-100%RH)测量。在当今信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制技术紧密结合。测量的目的是控制，测量范围和控制范围统称为使用范围。当然，对于不需要测控系统的用户，直接选择万能湿度计就足够了。

测量精度

除了测量范围，测量精度也是传感器最重要的指标。每增加一个百分点都是传感器的最后一步，甚至是最后一级。因为要达到不同的精度，制造成本就大不相同，售价也大不相同。比如一个进口的低成本湿度传感器只要几块钱，而一个用于校准的全湿式湿度传感器要几百块钱，相差近百倍。所以，用户一定要量体裁衣，不能一味追求“高、精、尖”。

制造商通常会分段给出湿度传感器的精度。比如中低湿段(0-80%RH)为2%RH，和高湿段(80-100% RH)为4%RH。而这个精度就是在指定温度(比如25℃)下的数值。如果在不同温度下使用湿度传感器，在指示中还应考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，严重影响指定空房间的相对湿度。每0.1℃的温度变化。将产生0.5%相对湿度的湿度变化(误差)。如果在使用中难以保持恒温，则不宜提出过高的湿度测量精度。因为湿度随着温度的变化而波动，所以谈湿度测量精度就失去了实际意义。因此，要控制湿度，首先要控制温度，这就是为什么温度和湿度传感器经常大量使用，而不仅仅是湿度传感器。

在大多数情况下，如果没有精确的温度控制手段或测量的空房间未密封，5%相对湿度的精度就足够了。对于需要精确控制恒温恒湿的局部空房间，或需要随时跟踪记录湿度变化的场所，再次选择3%相对湿度。

以上精度的湿度传感器。相应的温度传感器。其测温精度必须在0.3℃以上，至少0.5℃。然而，高于2%相对湿度的精度要求可能很难校准传感器的标准湿度发生器，更不用说传感器本身了。根据《国家标准物质研究中心湿度室》的文章，“即使在20-25℃的温度下，相对湿度测量仪器要达到2%RH的精度仍然非常困难。”

湿度传感器的工作原理

湿度传感器是最简单的湿度传感器。湿度传感器主要有两种类型:电阻式和电容式。湿敏电阻器的特征在于，衬底覆盖有由湿敏材料制成的膜。当空气体中的水蒸气吸附在湿敏薄膜上时，元件的电阻率和电阻会发生变化。使用此功能，可以测量湿度。湿敏电容器一般采用高分子薄膜电容器，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、丁酸醋酸纤维等。当环境湿度变化时，湿敏电容的介电常数发生变化，使电容发生变化，电容变化与相对湿度成正比。

湿度传感器的注意事项

湿度传感器是非密封的，为了保护测量的准确性和稳定性，应避免在酸性、碱性和有机溶剂气氛中使用。避免在多尘的环境中使用。为了正确反映被测房间的湿度空，还必须避免将传感器放置在离墙壁太近的死角或空空气不流通的地方。如果被测房间过大，应放置多个传感器。

有些湿度传感器需要很高的电源，否则会影响测量精度，或者传感器相互干扰，甚至无法工作。使用时，根据技术要求提供符合精度要求的合适电源。

当传感器需要远距离传输信号时，要注意信号衰减。当传输距离超过200米时，建议选择有频率输出信号的湿度传感器。

由于湿度传感器的分散性，进口和国产的传感器都需要逐一进行调试和校准。大多数湿度传感器在更换后都需要重新调试校准，这对于测量精度高的湿度传感器尤为重要。

湿度传感器现在被广泛使用。湿度传感器可以很好地监测环境中的湿度，在食品保护和环境检测中有着重要的应用。使用湿度传感器时，要充分了解湿度传感器的结构并加以重视。

湿度传感器种类不多，但无论使用哪种湿度传感器，都要注意以上细节。不仅仅是湿度传感器，所有的传感器在使用中都有自己的注意事项。我们应该先阅读说明书，并就相关问题咨询制造商，然后才能更好地使用它们。

湿度传感器检测的四个方面。

1.湿度传感器的温度系数

湿度传感器对环境湿度敏感，但对温度也非常敏感，每0.1℃温度变化一次。将产生0.5%相对湿度的湿度变化(误差)。如果在使用中难以保持恒温，则不宜提出过高的湿度测量精度。一些湿度传感器在不同的相对湿度下具有不同的温度系数。在大多数情况下，如果没有精确的温度控制手段或测量的空房间未密封，5%相对湿度的精度就足够了。对于需要精确控制恒温恒湿的局部空房间，或需要随时跟踪记录湿度变化的场所，选择相对湿度精度大于3%的湿度传感器。温度漂移是非线性的，需要在电路中增加温度补偿。带单片机软件补偿或不带温度补偿的湿度传感器不能保证整个温度范围的精度。湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响补偿效果，非线性温漂往往补偿不好。只有采用硬件温度跟随补偿，才能获得真正的补偿效果。湿度传感器的温度范围也是一个重要参数。大多数湿度传感器在40℃以上很难正常工作。

2.准确性和长期稳定性

湿度传感器的精度应达到2% ~ 5%相对湿度。如果没有达到这个水平，就很难作为测量仪器使用。湿度传感器很难达到2% ~ 3%相对湿度的精度。通常，产品数据中给出的特性是在常温(20℃ ~ 10℃)和清洁气体中测量的。在实际使用中，由于灰尘、油污和有害气体的影响，长时间使用后会导致老化和精度下降。湿度传感器的精度水平应通过其长期稳定性来判断。一般来说，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的首要问题。很少有产品的年漂移控制在1%相对湿度水平，一般在2%左右甚至更高。

3.湿度传感器的电源

有些湿度传感器需要高电源，否则会影响测量精度。或者传感器相互干扰，甚至无法工作。DC电压应用于金属陶瓷、聚合物、氯化锂等湿敏材料时，性能会发生变化甚至失效，因此这类湿度传感器不能使用DC电压或带有DC分量的交流电压。

它必须由交流电供电。使用时，应根据技术要求提供合适、准确的电源。当传感器需要远距离传输信号时，要注意信号衰减。当传输距离超过200米时，建议选择有频率输出信号的湿度传感器。

4.互换性

目前普遍存在湿度传感器互换性差的现象。同一型号的传感器不能互换，严重影响使用效果，信息资源维护调试困难。一些厂家在这方面做了各种努力，但互换性还是比较差，取得了不错的效果。

三种湿度传感器应用电路

1.直读式湿度计的应用电路

直读式湿度计的电路如图1所示，其中RH是氯锤式湿敏电阻器，是一种吸湿盐。氯锤湿敏电阻器是一种新型湿敏电阻器，属于水分子亲和湿敏元件。它采用真空镀膜工艺，在玻璃片上镀一层梳状金电极，再在电极上镀一层氯锤和聚乙烯醇制成的湿敏膜。由于聚氯乙烯醇是一种附着力很强的多孔材料，与氯锤结合后，水分子很容易吸附或释放在湿敏膜中，使湿敏电阻器的电阻值变化很快。为了提高湿敏电阻器的抗污染能力，在湿敏电阻器表面还涂有多孔保护膜。

对于具有公式的湿敏电阻器，湿度测量范围相当窄。当要求湿度测量范围较大时，需要组合几个湿敏电阻，使测量范围达到20% ~ 80% RH。湿度测量电桥的电源由VT1、VT2和T1组成，其振荡频率为250 ~ 1000 Hz。电桥的输出信号通过变压器T2和C3耦合到VT3，VT3放大后的信号经VD1~VD4电桥整流后输入微型电流表，指示相对湿度变化引起的电流变化。经过校准，并在微型电流表的表盘上标注湿度，成为一种简单实用的直读式湿度计。

电容式湿度传感器2的应用电路

电容式湿度传感器是由高分子材料制成的湿度传感器，它是由具有吸湿和溶胀特性的有机高分子材料制成的。属于水分子亲和湿度传感器。聚合物吸湿后，介电常数会发生明显变化，可制成电容式湿度传感器。常用的高分子材料有醋酸纤维素、尼龙和硝化纤维。聚合物湿度传感器的薄膜极薄，一般在5000埃左右，这使得传感器易于快速吸湿除湿，减小滞后误差，响应速度快。这种湿敏元件的缺点是不适合含有有机溶剂气体的环境，元件不能承受80度以上的高温。电容式湿度传感器的应用电路图如图2所示。它由两个时基电路IC1和IC2组成。556是双时基电路，即两个555多谐振荡器。IC1和外围元件组成多谐振荡器，主要产生脉冲触发IC2。IC2、电容式湿度传感器和外围元件组成宽度可调的脉冲发生器。脉冲宽度将取决于湿度传感器的电容，该电容取决于空空气中的相对湿度。输出电压与空气体的相对湿度成正比，其灵敏度为2mV/%RH。

线性频率输出湿度传感器的应用电路

线性频率输出湿度传感器HS1100/1101是基于独特工艺设计的电容元件，具有可靠性高、稳定性好、响应时间快等优点，可用于线性电压或频率输出回路。采用HS1100/1101的频率输出特性来测量环境的相对湿度。线性频率输出湿度传感器的测量电路如图3所示。电源电压范围为UCC =+3.5~12V。采用CMOS定时器TLC555，配合HS1100/1101和电阻R2、R4，构成单稳态电路，将相对湿度转换成频率信号。输出频率范围为7351 ~ 6033赫兹，相对湿度为0% ~ 100%。当相对湿度为55%时，频率为6660赫兹。输出的频率信号可以送到数字频率计或单片机系统，测量并显示相对湿度值。3R是输出端的限流电阻，起保护作用。55电路的不平衡电阻R1用于内部温度补偿，精度应达到1%。目的是引入温度效应，使其与HS1100/1101相匹配。因为不同型号的555有不同的内部温度补偿，所以R1值必须与具体的芯片相匹配。R3是输出端的限流电阻，起保护作用。

湿度传感器的发展趋势

在工农业、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量和控制。但是在常规的环境参数中，湿度是最难精确测量的参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计测量湿度的方法早已不能满足现代科学技术发展的需要。这是因为测量湿度比测量温度复杂得多。温度是独立测量的，但湿度受其他因素(大气压力和温度)的影响。此外，湿度的标准也是一个难题。国外生产的湿度校准设备非常昂贵。

传感器原理(温湿度传感器介绍)