今天pink来给大家分享一些关于湿度传感器原理湿度测量原理方面的知识吧，希望大家会喜欢哦
湿度测量仪采用了原装进口湿度传感器作为湿度敏感元件。当被测气体中的微量水分进入传感器采样室,水蒸汽被吸附到传感器的判雹微孔中,使其容抗发生变化,传感正缓器将这种变化是进行放大转换成标准线性电信号,通过微处举冲模理器加以处理,最后送到液晶屏上显示。
湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸者纯扰气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。
湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。
电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH，这比干湿球测湿精度高。
湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。
1、氯化锂湿度传感器
（1）电阻式氯化锂湿度计
第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单、价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。
氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20%RH以内。例如0.05%的浓度对应的感湿范围约为（80～100）%RH，0.2%的浓度对应范围是（60～80）%RH等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个，采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为（15～100）%RH，国外有些产品声称其测量范围可达（2～100）%RH。
（2）露点式氯化锂湿度计
露点式氯化锂湿度计是由美国的Forboro公司首先研制出来的，其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似，但工作原理却完全不同。简而言之，它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。
2、碳湿敏元件
碳湿敏元件是美国的E.K.Carver和C.W.Breasefield于1942年首先提出来的，与常用的毛发、肠衣和氯化锂等探空元件相比，碳湿敏元件具有响应速度快、重复性好、无冲蚀效应和滞后环窄等优点首旦，因之令人瞩目。我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制，并取得了积极的成果，其测量不确定度不超过±5%RH，时间常数在正温时为2～3s，滞差一般在7%左右，比阻稳定性亦较好。
3、氧化铝湿度计
氧化铝传感器的突出优点是，体积可以非常小（例如用裤手于探空仪的湿敏元件仅90μm厚、12mg重），灵敏度高（测量下限达-110℃露点），响应速度快（一般在0.3s到3s之间），测量信号直接以电参量的形式输出，大大简化了数据处理程序，等等。另外，它还适用于测量液体中的水分。如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的。因此它被认为是进行高空大气探测可供选择的几种合乎要求的传感器之一。也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。然而，遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改进传感器的性能进行了不懈的努力，但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件，以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题.
上始终未能取得重大的突破。因此，到目前为止，传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。近年来，这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。
4、陶瓷湿度传感器
在湿度测量领域中，对于低湿和高湿及其在低温和高温条件下的测量，到目前为止仍然是一个薄弱环节，而其中又以高温条件下的湿度测量技术最为落后。以往，通风干湿球湿度计几乎是在这个温度条件下可以使用的唯一方法，而该法在实际使用中亦存在种种问题，无法令人满意。另一方面，科学技术的进展，要求在高温下测量湿度的场合越来越多，例如水泥、金属冶炼、食品加工等涉及工艺条件和质量控制的许多工业过程的湿度测量与控制。因此，自60年代起，许多国家开始竟相研制适用于高温条件下进行测量的湿度传感器。考虑到传感器的使用条件，人们很自然地把探索方向着眼于既具有吸水性又能耐高温的某些无机物上。实践已经证明，陶瓷元件不仅具有湿敏特性，而且还可以作为感温元件和气敏元件。这些特性使它极有可能成为一种有发展前途的多功能传感器。寺日、福岛、新田等人在这方面已经迈出了颇为成功的一步。他们于1980年研制成称之为“湿瓷-Ⅱ型”和“湿瓷-Ⅲ型”的多功能传感器。前者可测控温度和湿度，主要用于空调，后者可用来测量湿度和诸如酒精等多种有机蒸气，主要用于食品加工方面。
以上几种是应用较多的几种类型传感器，另外还有其他根据不同原理而研制的湿度传感器，这里就不一一介绍了。几乎所有的传感器都存在时漂和温漂。由于湿度传感器必须和大气中的水汽相接触，所以不能密封。这就决定了它的稳定性和寿命是有限的。一般情况下，生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年，到期负责重新标定。请使用者在选择传感器时考虑好日后重新标定的渠道，不要贪图便宜或迷信洋货而忽略了售后服务问属。
温漂在上1节已经提到。选择湿度传感器要考虑应用场合的温度变化范围，看所选传感器在指定温度下能否正常工作，温漂是否超出设计指标。要提醒使用者注意的是：电容式湿度传感器的温度系数α是个变量，它随使用温度、湿度范围而异。这是因为水和高分子聚合物的介电系数随温度的改变是不同步的，而温度系数α又主要取决于水和感湿材料的介电系数，所以电容式湿敏元件的温度系数并非常数。电容式湿度传感器在常温、中湿段的温度系数最小，5-25℃时，中低湿段的温漂可忽略不计。但在高温高湿区或负温高湿区使用时，就一定要考虑温漂的影响，进行必要的补偿或修正。
领域部门温度(℃)湿度(%RH)
纺织纺纱厂2360
织布厂1885
医药制药厂10～3050～60
手术室23～2650～60
轻工印刷厂23～2749～51
卷烟厂21～2455～65
火柴厂18～2250
电子半导体2230～45
计算机房20～3040～70
通讯电缆充气-10～300～20
食品啤酒发酵4～850～70
农业良种培育15～4040～75
人工大棚5～4040～100
仓储水果冷冻-3～580～90
地下菜窖-3～-170～80
文物保管16～1850～55
注：在不同领域的使用范围(%RH/℃)早在18世纪人类就发明了干湿球和毛发湿度计，而电子式湿度传感器是近几十年．特别是近20年才迅速发展起来的。新旧事物的交替与人们的观念转变很有关系。由于干湿球、毛发湿度计的价格仍明显低于湿度传感器，造成一部分人对电子湿度传感器价格的不认可。正好像用惯了扫帚的人改用吸尘器时，总觉得花几百元钱买一台吸尘器有些不上算，不如花几元钱买把扫帚那样心理容易平衡。
由于传统测湿方法在人们的脑海中印象太深了，一些人形成了只有干湿球湿度计才是准确的固有概念。有些用户拿干湿球湿度计来对比刚购得的湿度传感器，如发现示值不同，马上认为湿度传感器不准。须知干湿球的准确度只有5%一7%RH，不但低于电子湿度传感器，而且还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度；湿度计必须处于通风状态：只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定，最常用分流式标准湿度发生器来进行标定。所以希望用户在需要校准时也采用相同的方法，避免用准确度低的器具去校准或比对精度高的传感器。
湿度就和温度一样，无时无刻不在影响着人们的生产和生活。从畜牧养殖到工业生产，从储藏食品到科学实验，从生活习惯到建筑风格，空气湿度在潜移默化中塑造出了每个地区不同的文化和生活亏老方式。尤其是科学高度现代化的今天，很难找出与湿度毫无关系的领域，因此，能够及时准确的掌握湿度的变化就显得尤为重要，而湿度传感器作为这一切的基础，掌握其工作原理能够帮助我们更好地了解和运用湿度传感器。
首先我们需要知道的是，湿度传感器是一种能够感受气体中水蒸气含量的装置，并且能够将其转换成可以输出的信号。而同销扮升样类似于温度计，在不同的场合和地点，我们要根据需要选择不同精度和量程的湿度传感器。一般来说，中、低湿段的传感器精度较高，而高湿段传感器相比精度较低。
对于现代湿度传感器来说，不管是它什么类型，其最简单的结构都是缺迟湿敏元件。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。电阻式湿敏元件顾名思义，是通过元件的电阻率和电阻值发生的变化的特性来测量湿度。主要是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻便发生变化。电容式湿敏元件一般是用高分子薄膜电容制成的，当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，导致其电容量发生变化，而其电容变化量与相对湿度成正比，最后再将这一变化量转化为输出信号。
此外，在使用湿度传感器时必须要考虑到一个问题便是温度。因为相对湿度本身会随着温度的变化而变化，所以湿度传感器的相对精度都是在一个指定温度下（一般为25℃）。而在温度变化较大且难以控制的场合，湿度也会随之飘忽不定，此时谈论湿度传感器的精度则毫无意义。因此，控温是控湿的一个重要前提。而由于湿度传感器必须直接与空气接触才能起作用，这就决定了湿度传感器的稳定和寿命有限。因此，在使用湿度传感器的时候也必须考虑到传感器本身的使用寿命。
早在十八世纪人们就发明了干湿球和毛发湿度计，而电子湿度传感器在近年来更是发展迅猛，可见随着科技的发展人们对湿度的要求也愈发精益求精，湿度测控技术也将为人们的生产生活提供更多便利。
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湿敏传感器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。
氯化锂湿敏电阻利用吸湿性盐类潮解,离子导电率发生变化而制成的测湿元件。该元件由引线、基片、感湿层与电极组成。
氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体,在氯化锂溶液中，氯和锂均以正负离子的形式存在，而锂离子对水分子的吸引力强，离子水合程度高，其溶液中的离子导电能力与浓度成正比。
扩展资料
1、对湿敏器件的要求：
在各种气体环境下稳定性好、响应时间短、寿命长、有互换性、耐污染和受温度影响小等。微型化、集成仔亩态化及廉价是湿敏器件的发展方向。
2、湿度的测量方式有以下几种，即采用伸缩式念源湿度计、干湿球湿度计、露点计和阻抗式湿度计耐唯等。
参考资料来源：百度百科—湿敏传感器
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