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如何選用濕度傳感器
如何選用濕度傳感器
如何選用濕度傳感器
隨著時(shí)代的發(fā)展,，科研,、農(nóng)業(yè)、暖通,、紡織,、機(jī)房、航空航天,、電力等工業(yè)部門(mén),，越來(lái)越需要采用濕度傳感器，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越業(yè)越高，對(duì)環(huán)境溫,、濕度的控制以及對(duì)工業(yè)材料水份值的監(jiān)測(cè)與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一,。
濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測(cè)量屬于90年代興起的行業(yè)。
如何使用好濕度傳感器,，如何判斷濕度傳感器的性能,，這對(duì)一般用戶來(lái)講，仍是一件較為復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,。
一,、濕度傳感器的分類(lèi)及感濕特點(diǎn) 濕度傳感器，分為電阻式和電容式兩種,，產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜,。空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后,，元件的阻抗,、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件,。
國(guó)內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一,，質(zhì)量?jī)r(jià)格都相差較大，用戶如何選擇性能價(jià)格比*的理想產(chǎn)品確有一定難度,，需要在這方面作深入的了解,。
濕度傳感器具有如下特點(diǎn)：
1,、精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性 濕度傳感器的精度應(yīng)達(dá)到±2%~±5%RH,，達(dá)不到這個(gè)水平很難作為計(jì)量器具使用，濕度傳感器要達(dá)到±2%~±3%RH的精度是比較困難的,，通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（20℃±10℃）和潔凈的氣體中測(cè)量的,。在實(shí)際使用中，由于塵土,、油污及有害氣體的影響,，使用時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生老化,，精度下降,，濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷，一般說(shuō)來(lái),，長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問(wèn)題,，年漂移量控制在1%RH水平的產(chǎn)品很少，一般都在±2%左右,，甚至更高,。
2、濕度傳感器的溫度系數(shù) 濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外，對(duì)溫度亦十分敏感,，其溫度系數(shù)一般在0.2~0.8%RH/℃范圍內(nèi),，而且有的濕敏元件在不同的相對(duì)濕度下，其溫度系數(shù)又有差別,。溫漂非線性,，這需要在電路上加溫度補(bǔ)償式。
采用單片機(jī)軟件補(bǔ)償,，或無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜ＷC不了全溫范圍的精度的,，濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補(bǔ)償?shù)男Ч蔷€性的溫漂往往補(bǔ)償不出較好的效果,，只有采用硬件溫度跟隨性補(bǔ)償才會(huì)獲得真實(shí)的補(bǔ)償效果,。濕度傳感器工作的溫度范圍也是重要參數(shù)。多數(shù)濕敏元件難以在40℃以上正常工作,。
3,、濕度傳感器的供電 金屬氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化鋰等濕敏材料施加直流電壓時(shí),，會(huì)導(dǎo)致性能變化,，甚至失效，所以這類(lèi)濕度傳感器不能用直流電壓或有直流成份的交流電壓,。必須是交流電供電,。
4、互換性 目前,，濕度傳感器普遍存在著互換性差的現(xiàn)象,，同一型號(hào)的傳感器不能互換，嚴(yán)重影響了使用效果,，給維修,、調(diào)試增加了困難，有些廠家在這方面作出了種種努力,，（但互換性仍很差）取得了較好效果,。
5、濕度校正 校正濕度要比校正溫度困難得多,。溫度標(biāo)定往往用一根標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)即可,，而濕度的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)較難實(shí)現(xiàn)，干濕球溫度計(jì)和一些常見(jiàn)的指針式濕度計(jì)是不能用來(lái)作標(biāo)定的,，精度無(wú)法保證,，因其要求環(huán)境條件非常嚴(yán)格，一般情況,，（在濕度環(huán)境適合的條件下）在缺乏完善的檢定設(shè)備時(shí),，通常用簡(jiǎn)單的飽和鹽溶液檢定法,，并測(cè)量其溫度。
二,、對(duì)濕度傳感器性能作初步判斷的幾種方法
在濕度傳感器實(shí)際標(biāo)定困難的情況下,，可以通過(guò)一些簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行濕度傳感器性能判斷與檢查。
1,、一致性判定,，同一類(lèi)型，同一廠家的濕度傳感器產(chǎn)品一次購(gòu)買(mǎi)兩支以上,，越多越說(shuō)明問(wèn)題,，放在一起通電比較檢測(cè)輸出值，在相對(duì)穩(wěn)定的條件下,，觀察測(cè)試的一致性,。若進(jìn)一步檢測(cè)，可在24h內(nèi)間隔一段時(shí)間記錄,，一天內(nèi)一般都有高,、中、低3種濕度和溫度情況,，可以較全面地觀察產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性,，包括溫度補(bǔ)償特性。
2,、用嘴呵氣或利用其它加濕手段對(duì)傳感器加濕,，觀察其靈敏度、重復(fù)性,、升濕脫濕性能,，以及分辨率，產(chǎn)品的zui高量程等,。
3,、對(duì)產(chǎn)品作開(kāi)盒和關(guān)盒兩種情況的測(cè)試,。比較是否一致,，觀察其熱效應(yīng)情況。
4,、對(duì)產(chǎn)品在高溫狀態(tài)和低溫狀態(tài)（根據(jù)說(shuō)明書(shū)標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行測(cè)試,，并恢復(fù)到正常狀態(tài)下檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)前的記錄作比較，考查產(chǎn)品的溫度適應(yīng)性,，并觀察產(chǎn)品的一致性情況,。 產(chǎn)品的性能zui終要依據(jù)質(zhì)檢部門(mén)正規(guī)完備的檢測(cè)手段。
利用飽和鹽溶液作標(biāo)定,，也可使用*產(chǎn)品作比對(duì)檢測(cè),，產(chǎn)品還應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期使用過(guò)程中的長(zhǎng)期標(biāo)定才能較全面地判斷濕度傳感器的質(zhì)量。
三、對(duì)市場(chǎng)上濕度傳感器產(chǎn)品的幾點(diǎn)分析
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少國(guó)內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品,，電容式濕敏元件較為多見(jiàn),，感濕材料種類(lèi)主要為高分子聚合物，氯化鋰和金屬氧化物,。
電容式濕敏元件的優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)速度快,、體積小、線性度好,、較穩(wěn)定,，國(guó)外有些產(chǎn)品還具備高溫工作性能。
但是達(dá)到上述性能的產(chǎn)品多為國(guó)外*,，價(jià)格都較昂貴,。
市場(chǎng)上出售的一些電容式濕敏元件低價(jià)產(chǎn)品，往往達(dá)不到上述水平,，線性度,、一致性和重復(fù)性都不甚理想，30%RH以下,，80%RH以上感濕段變形嚴(yán)重,。有些產(chǎn)品采用單片機(jī)補(bǔ)償修正，使?jié)穸瘸霈F(xiàn)"階躍"性的跳躍,，使精度降低,，出現(xiàn)一致性差、線性差的缺點(diǎn),。無(wú)論次或低檔次的電容式濕敏元件,，長(zhǎng)期穩(wěn)定性都不理想，多數(shù)長(zhǎng)期使用漂移嚴(yán)重,，濕敏電容容值變化為pF級(jí),，1%RH的變化不足0.5pF，容值的漂移改變往往引起幾十RH%的誤差,，大多數(shù)電容式濕敏元件不具備40℃以上溫度下工作的性能,，往往失效和損壞。
電容式濕敏元件抗腐蝕能力也較欠缺,，往往對(duì)環(huán)境的潔凈度要求較高,，有的產(chǎn)品還存在光照失效、靜電失效等現(xiàn)象,，金屬氧化物為陶瓷濕敏電阻,，具有濕敏電容相同的優(yōu)點(diǎn)，但塵埃環(huán)境下,，陶瓷細(xì)孔被封堵元件就會(huì)失效,，往往采用通電除塵的方法來(lái)處理,，但效果不夠理想，且在易燃易爆環(huán)境下不能使用,，氧化鋁感濕材料無(wú)法克服其表面結(jié)構(gòu)"天然老化"的弱點(diǎn),，阻抗不穩(wěn)定，金屬氧物陶瓷濕敏電阻也同樣存在長(zhǎng)期穩(wěn)定性差的弱點(diǎn),。 氯化鋰濕敏電阻,，具有zui突出的優(yōu)點(diǎn)是長(zhǎng)期穩(wěn)定性*，因此通過(guò)嚴(yán)格的工藝制作,，制成的儀表和傳感器產(chǎn)品可以達(dá)到較高的精度,，穩(wěn)定性強(qiáng)是產(chǎn)品具備良好的線性度、精密度及一致性,，是長(zhǎng)期使用壽命的可靠保證,。氯化鋰濕敏元件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性其它感濕材料尚無(wú)法取代。