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溫濕度傳感器介紹 濕度傳感器原理( 二 )

測量精度濕度傳感器


2.準確性和長期穩定性
濕度傳感器的精度應達到2% ~ 5%相對濕度 。如果沒有達到這個水平，就很難作為測量儀器使用 。濕度傳感器很難達到2% ~ 3%相對濕度的精度 。通常，產品數據中給出的特性是在常溫(20℃ ~ 10℃)和清潔氣體中測量的 。在實際使用中，由于灰塵、油污和有害氣體的影響，長時間使用后會導致老化和精度下降 。濕度傳感器的精度水平應通過其長期穩定性來判斷 。一般來說，長期穩定性和使用壽命是影響濕度傳感器質量的首要問題 。很少有產品的年漂移控制在1%相對濕度水平，一般在2%左右甚至更高 。
3.濕度傳感器的電源
有些濕度傳感器需要高電源，否則會影響測量精度 ?；蛘邆鞲衅飨嗷ジ蓴_，甚至無法工作 。DC電壓應用于金屬陶瓷、聚合物、氯化鋰等濕敏材料時，性能會發生變化甚至失效，因此這類濕度傳感器不能使用DC電壓或帶有DC分量的交流電壓 。
它必須由交流電供電 。使用時，應根據技術要求提供合適、準確的電源 。當傳感器需要遠距離傳輸信號時，要注意信號衰減 。當傳輸距離超過200米時，建議選擇有頻率輸出信號的濕度傳感器 。
4.互換性
目前普遍存在濕度傳感器互換性差的現象 。同一型號的傳感器不能互換，嚴重影響使用效果，增加維護調試難度 。一些廠家在這方面做了各種努力，但互換性還是比較差，取得了不錯的效果 。

三種濕度傳感器應用電路
1.直讀式濕度計的應用電路
直讀式濕度計的電路如圖1所示，其中RH是氯錘式濕敏電阻器，是一種吸濕鹽 。氯錘濕敏電阻器是一種新型濕敏電阻器，屬于水分子親和濕敏元件 。它采用真空鍍膜工藝，在玻璃片上鍍一層梳狀金電極，再在電極上鍍一層氯錘和聚乙烯醇制成的濕敏膜 。由于聚氯乙烯醇是一種附著力很強的多孔材料，與氯錘結合后，水分子很容易吸附或釋放在濕敏膜中，使濕敏電阻器的電阻值變化很快 。為了提高濕敏電阻器的抗污染能力，在濕敏電阻器表面還涂有多孔保護膜 。
對于具有公式的濕敏電阻器，濕度測量范圍相當窄 。當要求濕度測量范圍較大時，需要組合幾個濕敏電阻，使測量范圍達到20% ~ 80% RH 。濕度測量電橋的電源由VT1、VT2和T1組成，其振蕩頻率為250 ~ 1000 Hz 。電橋的輸出信號通過變壓器T2和C3耦合到VT3，VT3放大后的信號經VD1~VD4電橋整流后輸入微型電流表，指示相對濕度變化引起的電流變化 。經過校準，并在微型電流表的表盤上標注濕度，成為一種簡單實用的直讀式濕度計 。

電容式濕度傳感器2的應用電路
電容式濕度傳感器是由高分子材料制成的濕度傳感器，它是由具有吸濕和溶脹特性的有機高分子材料制成的 。屬于水分子親和濕度傳感器 。聚合物吸濕后，介電常數會發生明顯變化，可制成電容式濕度傳感器 。常用的高分子材料有醋酸纖維素、尼龍和硝化纖維 。聚合物濕度傳感器的薄膜極薄，一般在5000埃左右，這使得傳感器易于快速吸濕除濕，減小滯后誤差，響應速度快 。這種濕敏元件的缺點是不適合含有有機溶劑氣體的環境，元件不能承受80度以上的高溫 。電容式濕度傳感器的應用電路圖如圖2所示 。它由兩個時基電路IC1和IC2組成 。556是雙時基電路，即兩個555多諧振蕩器 。IC1和外圍元件組成多諧振蕩器，主要產生脈沖觸發IC2 。IC2、電容式濕度傳感器和外圍元件組成寬度可調的脈沖發生器 。脈沖寬度將取決于濕度傳感器的電容，該電容取決于空空氣中的相對濕度 。輸出電壓與空氣體的相對濕度成正比，其靈敏度為2mV/%RH 。

線性頻率輸出濕度傳感器的應用電路
線性頻率輸出濕度傳感器HS1100/1101是基于獨特工藝設計的電容元件，具有可靠性高、穩定性好、響應時間快等優點，可用于線性電壓或頻率輸出回路 。采用HS1100/1101的頻率輸出特性來測量環境的相對濕度 。線性頻率輸出濕度傳感器的測量電路如圖3所示 。電源電壓范圍為UCC =+3.5~12V 。采用CMOS定時器TLC555，配合HS1100/1101和電阻R2、R4，構成單穩態電路，將相對濕度轉換成頻率信號 。輸出頻率范圍為7351 ~ 6033赫茲，相對濕度為0% ~ 100% 。當相對濕度為55%時，頻率為6660赫茲 。輸出的頻率信號可以送到數字頻率計或單片機系統，測量并顯示相對濕度值 。3R是輸出端的限流電阻，起保護作用 。55電路的不平衡電阻R1用于內部溫度補償，精度應達到1% 。目的是引入溫度效應，使其與HS1100/1101相匹配 。因為不同型號的555有不同的內部溫度補償，所以R1值必須與具體的芯片相匹配 。R3是輸出端的限流電阻，起保護作用 。

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