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日志

组成电容式湿度传感器的基本元件与材料详解

已有 480 次阅读2018-1-12 09:52 |个人分类:传感器

电容式湿度传感器,是湿度传感器中常用的一种仪器,它是以高分子湿度湿敏电容器为基本感湿元件,此类湿敏元件实际上是一种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器,感湿材料为聚酰铵树脂,酰根纤维素和金属氧化物如AL2O3等。利用单片机对测量结果进行分析处理、显示和远距离传输,测量准确度达±2.5%。主要由湿敏电容和转换电路两部分组成。它由玻璃底衬、下电极、湿敏材料、上电极几部分组成。两个下电极与湿敏材料,上电极构成的两个电容成串联连接。

湿敏材料是一种高分子聚合物,它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时,湿敏元件的电容量随之发生改变,即当相对湿度增大时,湿敏电容量随之增大,反之减小(电容量通常在4856pf)。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化,对应于相对湿度0100%RH的变化,传感器的输出呈01v的线性变化。 

国外厂家比较优质的湿度传感器产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极,金的原度控制在70Um 左右,以保证水蒸汽顺利通过.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%湿敏电容与相对湿度关系图。

线性度较好,重复性好,滞后小,反应快,尺寸小,能在-10-60℃湿度环境下使用。但同时存在质量问题,稳定性不理想,由于容值在单位级变化,1%RH0.3PF,容值小的漂移就容易造成%RH值的突变,一般在控制领域使用电容式湿敏传感器都需要慎重考虑。


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