智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)手機(jī)站
智能制造網(wǎng)小程序
智能制造網(wǎng)官微
智能制造網(wǎng)服務(wù)號(hào)
直播推薦
預(yù)告
回放
企業(yè)動(dòng)態(tài)
- 以技術(shù)硬實(shí)力贏得國(guó)際信賴—皓天鑫大型高低溫測(cè)試箱點(diǎn)亮德企業(yè)品質(zhì)
- 紛享銷客發(fā)布首個(gè)企業(yè)級(jí)智能CRM平臺(tái)ShareAI
- 揭秘西企業(yè)數(shù)字化＋低碳化轉(zhuǎn)型“工具箱”：西門子X(jué)celerator
- 企業(yè)AI賦能數(shù)智制造，用友U9 cloud世界級(jí)云ERP煥新升級(jí)
- 《“智“領(lǐng)石化，“質(zhì)“造未來(lái)——威圖石化行業(yè)數(shù)智化實(shí)踐白皮書(shū)》隆重發(fā)布
- 攜手共贏！德國(guó)Agfa搭載瑞典IPCO鋼帶，實(shí)現(xiàn)印刷設(shè)備振動(dòng)銳減6倍，提升印刷速度與精度
- 創(chuàng)四方集團(tuán)榮獲“知名商標(biāo)品牌閃亮”證書(shū)，助力品牌戰(zhàn)略升級(jí)
- 皇冠CAD（CrownCAD）2025 R3版本來(lái)了，率先開(kāi)啟C“Ai”D時(shí)代！
推薦展會(huì)
染整烘房濕度檢測(cè)的研究
目前大多數(shù)印染廠所采用的溫濕度的調(diào)節(jié)方式都是簡(jiǎn)單的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式。具體調(diào)節(jié)由設(shè)備頂部的排氣風(fēng)機(jī)控制，排氣管道上裝有手動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)設(shè)備內(nèi)的濕度過(guò)大時(shí)，調(diào)節(jié)閥門角度使通風(fēng)量增大，這樣就降低了設(shè)備內(nèi)的濕度；反之則使通風(fēng)量減少。但對(duì)烘箱內(nèi)的溫濕度只能從經(jīng)驗(yàn)中得知，誤差較大時(shí)，能造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。若采用智能化的監(jiān)控方式，則是一種節(jié)約能源的有效途徑。
烘房?jī)?nèi)濕度控制理論
在給定的烘干時(shí)間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關(guān)?？椢锖嬖飼r(shí)，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：提供使水分蒸發(fā)所需的熱量；使已汽化水分離開(kāi)織物，形成水蒸汽分壓梯度。當(dāng)生產(chǎn)品種確定以后，烘干過(guò)程中的成本取決于所需補(bǔ)充的新鮮空氣用量和排出空氣中的水分含量。
烘燥機(jī)在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。當(dāng)排氣濕度低于20％時(shí)，能耗急劇增加，而蒸發(fā)效率變化甚微，當(dāng)將排氣濕度作相當(dāng)小的調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)蒸發(fā)效率影響很小，而能耗卻顯著減少。一般將20％作為烘燥機(jī)排氣濕度的*值。
烘房?jī)?nèi)濕度控制方案設(shè)計(jì)
方案設(shè)計(jì)的總體框圖
烘房?jī)?nèi)濕度控制理論
在給定的烘干時(shí)間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關(guān)?？椢锖嬖飼r(shí)，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：提供使水分蒸發(fā)所需的熱量；使已汽化水分離開(kāi)織物，形成水蒸汽分壓梯度。當(dāng)生產(chǎn)品種確定以后，烘干過(guò)程中的成本取決于所需補(bǔ)充的新鮮空氣用量和排出空氣中的水分含量。
烘燥機(jī)在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。當(dāng)排氣濕度低于20％時(shí)，能耗急劇增加，而蒸發(fā)效率變化甚微，當(dāng)將排氣濕度作相當(dāng)小的調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)蒸發(fā)效率影響很小，而能耗卻顯著減少。一般將20％作為烘燥機(jī)排氣濕度的*值。
烘房?jī)?nèi)濕度控制方案設(shè)計(jì)
方案設(shè)計(jì)的總體框圖
該流程主要由四部分組成，分別是變頻器機(jī)柜、回潮率測(cè)試儀、濕度測(cè)濕儀和電機(jī)組、其中回潮率測(cè)濕儀是使用三羅拉測(cè)濕輥電導(dǎo)式測(cè)量布的回潮率，并將測(cè)量控制信號(hào)發(fā)到變頻器機(jī)柜，變頻器機(jī)柜根據(jù)信息控制電機(jī)，從而控制進(jìn)布速度。濕度測(cè)量?jī)x是依靠高溫濕度傳感器和變送器測(cè)量烘箱內(nèi)的濕度，并將測(cè)試控制信號(hào)發(fā)送到變頻器機(jī)柜，變頻器機(jī)柜根據(jù)控制信號(hào)控制排濕口的排氣風(fēng)機(jī)，從而控制排濕的速度。
方案設(shè)計(jì)原理
在染整烘干過(guò)程控制中包含3部分內(nèi)容：
回潮率控制 通過(guò)落布回潮率測(cè)試裝置控制烘干設(shè)備線速度和溫度。
烘箱內(nèi)的環(huán)境濕度控制 通過(guò)控制排風(fēng)機(jī)構(gòu)、風(fēng)門大小、排風(fēng)速度來(lái)控制濕度。
烘箱內(nèi)的溫度控制 通過(guò)控制蒸汽閥來(lái)控制烘箱內(nèi)的溫度。
濕度傳感器
檢測(cè)控制蒸箱、烘房?jī)?nèi)的濕度或排氣濕度，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與節(jié)能都很重要。總的說(shuō)來(lái)，在烘房中使用的傳感器要求精度要高，并且在高溫、高濕條件下，耐焦油的沾污，維護(hù)保養(yǎng)要容易，所以選擇傳感器很重要。
半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器
半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器是濕度傳感器中zui大的一類，品種繁多，其代表產(chǎn)品是氧化鋯濕度傳感器。氧化鋯傳感器是通過(guò)氧化鋯測(cè)量氧氣濃度進(jìn)而測(cè)量水蒸氣濃度。
高分子電容式濕度傳感器
該傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對(duì)濕度的大氣環(huán)境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化，此即為濕度傳感器的基本原理。影響高分子電容型元件特性的參數(shù)有：溫度、元件的幾何尺寸、受熱膨脹系數(shù)。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。
電解質(zhì)濕度傳感器
電解質(zhì)濕度傳感器zui適用于濕度控制領(lǐng)域，其代表產(chǎn)品是氯化鋰濕度傳感器。氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料，被應(yīng)用于制造濕敏器件。氯化鋰電解質(zhì)溶解于水中，降低水面上的水蒸氣壓，從而實(shí)現(xiàn)感濕。其測(cè)濕原理為：在絕緣基板上制作一對(duì)金屬電極，其上面再涂一層電解質(zhì)溶液，即可形成一層感濕膜。感濕膜可隨空氣中濕度的變化而吸濕或脫濕，同時(shí)引起感濕膜電阻的變化。氯化鋰濕敏電阻zui突出的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)時(shí)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)使產(chǎn)品具備良好的線性度、精密度及一致性，是使用壽命的可靠保證。氯化鋰濕敏元件的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性是其它感濕材料尚無(wú)法取代。
微波傳感器
微波傳感器是利用微波特性來(lái)檢測(cè)某些物理量的器件或裝置。其測(cè)量原理為：由發(fā)射天線發(fā)出微波，此波遇到被檢測(cè)物體時(shí)將被吸收或反射，使微波功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收到通過(guò)被測(cè)物體或由被測(cè)物體反射回來(lái)的微波，并將它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，即可以顯示出被測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了微波檢測(cè)。目前織物高含濕量在線非接觸測(cè)量一般應(yīng)用微波檢測(cè)。在選擇濕度傳感器時(shí)，一定要根據(jù)工藝環(huán)境溫度選擇適用產(chǎn)品。
近年來(lái)，濕度傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度／溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。我國(guó)印染機(jī)械的發(fā)展，雖然已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但與*水平相比，還有一定差距，尤其是在線監(jiān)控技術(shù)方面，很多傳感器還需依靠進(jìn)口。因此，要求專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)在研究與實(shí)踐中著力解決這些不足，努力提高現(xiàn)有印染機(jī)械技術(shù)水平，使我國(guó)的印染機(jī)械盡快趕超*水平。
方案設(shè)計(jì)原理
在染整烘干過(guò)程控制中包含3部分內(nèi)容：
回潮率控制 通過(guò)落布回潮率測(cè)試裝置控制烘干設(shè)備線速度和溫度。
烘箱內(nèi)的環(huán)境濕度控制 通過(guò)控制排風(fēng)機(jī)構(gòu)、風(fēng)門大小、排風(fēng)速度來(lái)控制濕度。
烘箱內(nèi)的溫度控制 通過(guò)控制蒸汽閥來(lái)控制烘箱內(nèi)的溫度。
濕度傳感器
檢測(cè)控制蒸箱、烘房?jī)?nèi)的濕度或排氣濕度，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性與節(jié)能都很重要。總的說(shuō)來(lái)，在烘房中使用的傳感器要求精度要高，并且在高溫、高濕條件下，耐焦油的沾污，維護(hù)保養(yǎng)要容易，所以選擇傳感器很重要。
半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器
半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器是濕度傳感器中zui大的一類，品種繁多，其代表產(chǎn)品是氧化鋯濕度傳感器。氧化鋯傳感器是通過(guò)氧化鋯測(cè)量氧氣濃度進(jìn)而測(cè)量水蒸氣濃度。
高分子電容式濕度傳感器
該傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對(duì)濕度的大氣環(huán)境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化，此即為濕度傳感器的基本原理。影響高分子電容型元件特性的參數(shù)有：溫度、元件的幾何尺寸、受熱膨脹系數(shù)。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。
電解質(zhì)濕度傳感器
電解質(zhì)濕度傳感器zui適用于濕度控制領(lǐng)域，其代表產(chǎn)品是氯化鋰濕度傳感器。氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料，被應(yīng)用于制造濕敏器件。氯化鋰電解質(zhì)溶解于水中，降低水面上的水蒸氣壓，從而實(shí)現(xiàn)感濕。其測(cè)濕原理為：在絕緣基板上制作一對(duì)金屬電極，其上面再涂一層電解質(zhì)溶液，即可形成一層感濕膜。感濕膜可隨空氣中濕度的變化而吸濕或脫濕，同時(shí)引起感濕膜電阻的變化。氯化鋰濕敏電阻zui突出的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)時(shí)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)使產(chǎn)品具備良好的線性度、精密度及一致性，是使用壽命的可靠保證。氯化鋰濕敏元件的經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性是其它感濕材料尚無(wú)法取代。
微波傳感器
微波傳感器是利用微波特性來(lái)檢測(cè)某些物理量的器件或裝置。其測(cè)量原理為：由發(fā)射天線發(fā)出微波，此波遇到被檢測(cè)物體時(shí)將被吸收或反射，使微波功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收到通過(guò)被測(cè)物體或由被測(cè)物體反射回來(lái)的微波，并將它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，即可以顯示出被測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了微波檢測(cè)。目前織物高含濕量在線非接觸測(cè)量一般應(yīng)用微波檢測(cè)。在選擇濕度傳感器時(shí)，一定要根據(jù)工藝環(huán)境溫度選擇適用產(chǎn)品。
近年來(lái)，濕度傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度／溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。我國(guó)印染機(jī)械的發(fā)展，雖然已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但與*水平相比，還有一定差距，尤其是在線監(jiān)控技術(shù)方面，很多傳感器還需依靠進(jìn)口。因此，要求專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)在研究與實(shí)踐中著力解決這些不足，努力提高現(xiàn)有印染機(jī)械技術(shù)水平，使我國(guó)的印染機(jī)械盡快趕超*水平。
濕度傳感器
人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與濕度密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)，很難找出一個(gè)與濕度無(wú)關(guān)的領(lǐng)域來(lái)。由于應(yīng)用領(lǐng)域不同，對(duì)濕度傳感器的技術(shù)要求也不同。從制造角度看，同是濕度傳感器，材料、結(jié)構(gòu)不同，工藝不同．其性能和技術(shù)指標(biāo)有很大差異，因而價(jià)格也相差甚遠(yuǎn)。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，選擇濕度傳感器時(shí)，首先要搞清楚需要什么樣的傳感器；自己的財(cái)力允許選購(gòu)什么檔次的產(chǎn)品，權(quán)衡好“需要與可能”的關(guān)系，不致于盲目行事。我們從與用戶的來(lái)往中，覺(jué)得有以下幾個(gè)問(wèn)題值得注意。
1．選擇測(cè)量范圍
和測(cè)量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測(cè)量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程（0-100％RH）測(cè)量。在當(dāng)今的信息時(shí)代，傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測(cè)量的目的在于控制，測(cè)量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然，對(duì)不需要搞測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用者來(lái)說(shuō)，直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)穸葌鞲衅魇褂脺囟?、濕度的不同要求，供使用者參?/span>（見(jiàn)表1）。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測(cè)量范圍，生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致，求得合理的性能價(jià)格比，對(duì)雙方來(lái)講是一件相得益彰的事情。
2、選擇測(cè)量精度
和測(cè)量范圍一樣，測(cè)量精度同是傳感器zui重要的指標(biāo)。每提高—個(gè)百分點(diǎn)．對(duì)傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價(jià)的濕度傳感器只有幾美元，而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳感器要幾百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
生產(chǎn)廠商往往是分段給出其濕度傳感器的精度的。如中、低溫段（0一80％RH）為±2％RH，而高濕段（80—100％RH）為±4％RH。而且此精度是在某一溫度下（如25℃）的值。如在不同溫度下使用濕度傳感器．其示值還要考慮溫度漂移的影響。*，相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5％RH的濕度變化（誤差）。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫，則提出過(guò)高的測(cè)濕精度是不合適的。因?yàn)闈穸入S著溫度的變化也漂忽不定的話，奢談測(cè)濕精度將失去實(shí)際意義。所以控濕首先要控好溫，這就是大量應(yīng)用的往往是溫濕度—體化傳感器而不單純是濕度傳感器的緣故。
多數(shù)情況下，如果沒(méi)有的控溫手段，或者被測(cè)空間是非密封的，±5％RH的精度就足夠了。對(duì)于要求控制恒溫、恒濕的局部空間，或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場(chǎng)合，再選用±3％RH
以上精度的濕度傳感器。與此相對(duì)應(yīng)的溫度傳感器．其測(cè)溫精度須足±0.3℃以上，起碼是±0.5℃的。而精度高于±2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心濕度室的文章認(rèn)為：“相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x表，即使在20—25℃下，要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。”
3、考慮時(shí)漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時(shí)漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸，所以不能密封。這就決定了它的穩(wěn)定性和壽命是有限的。一般情況下，生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年，到期負(fù)責(zé)重新標(biāo)定。請(qǐng)使用者在選擇傳感器時(shí)考慮好日后重新標(biāo)定的渠道，不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問(wèn)屬。
溫漂在上1節(jié)已經(jīng)提到。選擇濕度傳感器要考慮應(yīng)用場(chǎng)合的溫度變化范圍，看所選傳感器在溫度下能否正常工作，溫漂是否超出設(shè)計(jì)指標(biāo)。要提醒使用者注意的是：電容式濕度傳感器的溫度系數(shù)α是個(gè)變量，它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因?yàn)樗透叻肿泳酆衔锏慕殡娤禂?shù)隨溫度的改變是不同步的，而溫度系數(shù)α又主要取決于水和感濕材料的介電系數(shù)，所以電容式濕敏元件的溫度系數(shù)并非常數(shù)。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數(shù)zui小，5-25℃時(shí)，中低濕段的溫漂可忽略不計(jì)。但在高溫高濕區(qū)或負(fù)溫高濕區(qū)使用時(shí)，就一定要考慮溫漂的影響，進(jìn)行必要的補(bǔ)償或訂正。
領(lǐng)域部門溫度（℃） 溫度（%RH）
紡織紡紗廠 23 60
織布廠 18 85
醫(yī)藥制藥廠 10～ 30 50～60
手術(shù)室 23～ 26 50～60
輕工印刷廠 23～ 27 49～51
卷煙廠 21～ 24 55～65
火柴廠 18～22 50
電子半導(dǎo)體 22 30～45
計(jì)算機(jī)房 20～30 40～70
通訊電纜充氣 -10～30 0～20
食品啤酒發(fā)酵 4～8 50～70
農(nóng)業(yè)良種培育 15～40 40～75
人工大棚 5～40 40～100
倉(cāng)儲(chǔ)水果冷凍 -3～5 80～90
地下菜窖 -3～ -1 70～ 80
文物保管 16～18 50～55
注：在不同領(lǐng)域的使用范圍（%RH/℃）
4．與傳統(tǒng)測(cè)濕方法的關(guān)系
早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球和毛發(fā)濕度計(jì)，而電子式濕度傳感器是近幾十年．特別是近20年才迅速發(fā)展起來(lái)的。新舊事物的交替與人們的觀念轉(zhuǎn)變很有關(guān)系。由于干濕球、毛發(fā)濕度計(jì)的價(jià)格仍明顯低于濕度傳感器，造成一部分人對(duì)電子濕度傳感器價(jià)格的不認(rèn)可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時(shí)，總覺(jué)得花幾百元錢買一臺(tái)吸塵器有些不上算，不如花幾元錢買把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統(tǒng)測(cè)濕方法在人們的腦海中印象太深了，一些人形成了只有干濕球濕度計(jì)才是準(zhǔn)確的固有概念。有些用戶拿干濕球濕度計(jì)來(lái)對(duì)比剛購(gòu)得的濕度傳感器，如發(fā)現(xiàn)示值不同，馬上認(rèn)為濕度傳感器不準(zhǔn)。須知干濕球的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH，不但低于電子濕度傳感器，而且還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度；濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時(shí)，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)逐支標(biāo)定，zui常用分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)進(jìn)行標(biāo)定。所以希望用戶在需要校準(zhǔn)時(shí)也采用相同的方法，避免用準(zhǔn)確度低的器具去校準(zhǔn)或比對(duì)精度高的傳感器。
5、其它注意事項(xiàng)
濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大，就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高，否則將影響測(cè)量精度．或者傳感器之間相互干擾，甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)，要注意信號(hào)的衰減問(wèn)題。當(dāng)傳輸距離超過(guò)200m以上時(shí)，建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性，無(wú)論進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定，對(duì)于測(cè)量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
濕度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
介紹濕敏元件的特性，重點(diǎn)闡述集成濕度傳感器、單片智能化濕度/溫度傳感器的性能特點(diǎn)及產(chǎn)品分類，zui后給出集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是zui難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。用干濕球濕度計(jì)或毛發(fā)濕度計(jì)來(lái)測(cè)量濕度的方法，早已無(wú)法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。這是因?yàn)闇y(cè)量濕度要比測(cè)量溫度復(fù)雜的多，溫度是個(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度卻受其他因素（大氣壓強(qiáng)、溫度）的影響。此外，濕度的標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)難題。國(guó)外生產(chǎn)的濕度標(biāo)定設(shè)備價(jià)格十分昂貴。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度/溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。
1 濕敏元件的特性
濕敏元件是zui簡(jiǎn)單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。
1.1 濕敏電阻
濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性差。
1.2 濕敏電容
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國(guó)外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測(cè)量范圍是（1%～99%）RH，在55%RH時(shí)的電容量為180pF（典型值）。當(dāng)相對(duì)濕度從0變化到*時(shí)，電容量的變化范圍是163pF～202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/℃，濕度滯后量為±1.5%，響應(yīng)時(shí)間為5s。
除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來(lái)改變振蕩頻率）、光強(qiáng)型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
2 集成濕度傳感器的性能特點(diǎn)及產(chǎn)品分類
目前，國(guó)外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：
2.1 線性電壓輸出式集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。
2.2 線性頻率輸出集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品為HF3223型。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時(shí)的輸出頻率為8750Hz（型值），當(dāng)上對(duì)濕度從10%變化到95%時(shí)，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗*力強(qiáng)、便于配數(shù)字電路或單片機(jī)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
2.3 頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號(hào)輸出端，利用負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測(cè)量出溫度值。
3 單片智能化溫度/溫度傳感器
2002年Sensiron公司在世界上研制成功SHT11、SHT15型智能化溫度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為7.6（mm）×5（mm）×2.5（mm），體積與火柴頭相近。出廠前，每只傳感器都在溫度室中做過(guò)精密標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。測(cè)量相對(duì)溫度的范圍是0～*，分辨力達(dá)0.03%RH，zui高精度為±2%RH。測(cè)量溫度的范圍是-40℃～+123.8℃，分辨力為0.01℃。測(cè)量露點(diǎn)的精度<±1℃。在測(cè)量濕度、溫度時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達(dá)12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測(cè)量速率，減小芯片的功耗。SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗*力強(qiáng)，不需要外部元件，適配各種單片機(jī)，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度/濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。
芯片內(nèi)部包含相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲(chǔ)器（E2PROM）、易失存儲(chǔ)器（RAM）是、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）寄存器、二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測(cè)電路。其測(cè)量原理是首先利用兩只傳感器分別產(chǎn)生相對(duì)濕度、溫度的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯(cuò)，zui后通過(guò)二線串行接口將相對(duì)濕度及溫度的數(shù)據(jù)送至μC。鑒于SHT11/15輸出的相對(duì)濕度讀數(shù)值與被測(cè)相對(duì)濕度呈非線性關(guān)系，為獲得相對(duì)濕度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，必須利用μC對(duì)讀數(shù)值進(jìn)行非線性補(bǔ)償。此外當(dāng)環(huán)境溫度TA≠+25℃時(shí)，還需要對(duì)相對(duì)濕度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
芯片內(nèi)部有一個(gè)加熱器。將狀態(tài)寄存器的第2位置“1”時(shí)該加熱器接通電源，可使傳感器的溫度大約升高5℃，電源電流亦增加8mA（采用+5V電源）。使用加熱器可實(shí)現(xiàn)以下三種功能：①通過(guò)比較加熱前后測(cè)出的相對(duì)濕度值及溫度值，可確定傳感器是否正常工作；②在潮濕環(huán)境下使用加熱器，可避免傳感器凝露；③測(cè)量露點(diǎn)時(shí)也需要使用加熱器。
露點(diǎn)也是濕度測(cè)量中的一個(gè)重要參數(shù)，它表示在水汽冷卻過(guò)程中zui初發(fā)生結(jié)露的溫度。為了計(jì)算露點(diǎn)，Sensirion公司還向用戶提供一個(gè)測(cè)量露點(diǎn)的程序“SHT xdp.bsx”。利用該程序可以控制內(nèi)部加熱器的通、斷，再根據(jù)所測(cè)得的溫度值及相對(duì)濕度值計(jì)算出露點(diǎn)。在命令響應(yīng)界面上運(yùn)行此程序時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上就顯示提示符“>”。用戶首先從鍵盤上輸入字母“S”，然后輸入相應(yīng)的數(shù)字，即可獲得下述結(jié)果：
輸入數(shù)字“1”時(shí)，測(cè)量并顯示出攝氏溫度dgC=xx.x；
輸入數(shù)字“2”時(shí)，測(cè)量并顯示出相對(duì)濕度%RH=xx.x；
輸入數(shù)字“3”時(shí)，打開(kāi)加熱器，使傳感器溫度升高5℃；
輸入數(shù)字“4”時(shí)，關(guān)閉加熱器，使傳感器降溫；
輸入數(shù)字“5”時(shí)，顯示露點(diǎn)溫度dpC=xx.x。
4 集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)
集成濕度傳感器的測(cè)量范圍一般可達(dá)到0～*。但有的廠家為保證精度指標(biāo)而將測(cè)量范圍限制為10%～95%。設(shè)計(jì)+3.3V低壓供電的濕度/溫度測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可選用SHT11、SHT15傳感器。這種傳感器在測(cè)量階段的工作電流為550μA，平均工作電流為28μA（12位）或2μA（8位）。上電時(shí)默認(rèn)為休眠模式（Sleep Mode），電源電流僅為0.3μA（典型值）。測(cè)量完畢只要沒(méi)有新的命令，就自動(dòng)返回休眠模式，能使芯片功耗降至zui低。此外，它們還具有低電壓檢測(cè)功能。當(dāng)電源電壓低于+2.45V±0.1V時(shí)，狀態(tài)寄存器的第6位立即更新，使芯片不工作，從而起到了保護(hù)作用。
1．選擇測(cè)量范圍
和測(cè)量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測(cè)量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程（0-100％RH）測(cè)量。在當(dāng)今的信息時(shí)代，傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測(cè)量的目的在于控制，測(cè)量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然，對(duì)不需要搞測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用者來(lái)說(shuō)，直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)穸葌鞲衅魇褂脺囟?、濕度的不同要求，供使用者參?/span>（見(jiàn)表1）。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測(cè)量范圍，生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致，求得合理的性能價(jià)格比，對(duì)雙方來(lái)講是一件相得益彰的事情。
2、選擇測(cè)量精度
和測(cè)量范圍一樣，測(cè)量精度同是傳感器zui重要的指標(biāo)。每提高—個(gè)百分點(diǎn)．對(duì)傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價(jià)的濕度傳感器只有幾美元，而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳感器要幾百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
生產(chǎn)廠商往往是分段給出其濕度傳感器的精度的。如中、低溫段（0一80％RH）為±2％RH，而高濕段（80—100％RH）為±4％RH。而且此精度是在某一溫度下（如25℃）的值。如在不同溫度下使用濕度傳感器．其示值還要考慮溫度漂移的影響。*，相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5％RH的濕度變化（誤差）。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫，則提出過(guò)高的測(cè)濕精度是不合適的。因?yàn)闈穸入S著溫度的變化也漂忽不定的話，奢談測(cè)濕精度將失去實(shí)際意義。所以控濕首先要控好溫，這就是大量應(yīng)用的往往是溫濕度—體化傳感器而不單純是濕度傳感器的緣故。
多數(shù)情況下，如果沒(méi)有的控溫手段，或者被測(cè)空間是非密封的，±5％RH的精度就足夠了。對(duì)于要求控制恒溫、恒濕的局部空間，或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場(chǎng)合，再選用±3％RH
以上精度的濕度傳感器。與此相對(duì)應(yīng)的溫度傳感器．其測(cè)溫精度須足±0.3℃以上，起碼是±0.5℃的。而精度高于±2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心濕度室的文章認(rèn)為：“相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x表，即使在20—25℃下，要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。”
3、考慮時(shí)漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時(shí)漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸，所以不能密封。這就決定了它的穩(wěn)定性和壽命是有限的。一般情況下，生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年，到期負(fù)責(zé)重新標(biāo)定。請(qǐng)使用者在選擇傳感器時(shí)考慮好日后重新標(biāo)定的渠道，不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問(wèn)屬。
溫漂在上1節(jié)已經(jīng)提到。選擇濕度傳感器要考慮應(yīng)用場(chǎng)合的溫度變化范圍，看所選傳感器在溫度下能否正常工作，溫漂是否超出設(shè)計(jì)指標(biāo)。要提醒使用者注意的是：電容式濕度傳感器的溫度系數(shù)α是個(gè)變量，它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因?yàn)樗透叻肿泳酆衔锏慕殡娤禂?shù)隨溫度的改變是不同步的，而溫度系數(shù)α又主要取決于水和感濕材料的介電系數(shù)，所以電容式濕敏元件的溫度系數(shù)并非常數(shù)。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數(shù)zui小，5-25℃時(shí)，中低濕段的溫漂可忽略不計(jì)。但在高溫高濕區(qū)或負(fù)溫高濕區(qū)使用時(shí)，就一定要考慮溫漂的影響，進(jìn)行必要的補(bǔ)償或訂正。
領(lǐng)域部門溫度（℃） 溫度（%RH）
紡織紡紗廠 23 60
織布廠 18 85
醫(yī)藥制藥廠 10～ 30 50～60
手術(shù)室 23～ 26 50～60
輕工印刷廠 23～ 27 49～51
卷煙廠 21～ 24 55～65
火柴廠 18～22 50
電子半導(dǎo)體 22 30～45
計(jì)算機(jī)房 20～30 40～70
通訊電纜充氣 -10～30 0～20
食品啤酒發(fā)酵 4～8 50～70
農(nóng)業(yè)良種培育 15～40 40～75
人工大棚 5～40 40～100
倉(cāng)儲(chǔ)水果冷凍 -3～5 80～90
地下菜窖 -3～ -1 70～ 80
文物保管 16～18 50～55
注：在不同領(lǐng)域的使用范圍（%RH/℃）
4．與傳統(tǒng)測(cè)濕方法的關(guān)系
早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球和毛發(fā)濕度計(jì)，而電子式濕度傳感器是近幾十年．特別是近20年才迅速發(fā)展起來(lái)的。新舊事物的交替與人們的觀念轉(zhuǎn)變很有關(guān)系。由于干濕球、毛發(fā)濕度計(jì)的價(jià)格仍明顯低于濕度傳感器，造成一部分人對(duì)電子濕度傳感器價(jià)格的不認(rèn)可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時(shí)，總覺(jué)得花幾百元錢買一臺(tái)吸塵器有些不上算，不如花幾元錢買把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統(tǒng)測(cè)濕方法在人們的腦海中印象太深了，一些人形成了只有干濕球濕度計(jì)才是準(zhǔn)確的固有概念。有些用戶拿干濕球濕度計(jì)來(lái)對(duì)比剛購(gòu)得的濕度傳感器，如發(fā)現(xiàn)示值不同，馬上認(rèn)為濕度傳感器不準(zhǔn)。須知干濕球的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH，不但低于電子濕度傳感器，而且還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度；濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時(shí)，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)逐支標(biāo)定，zui常用分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)進(jìn)行標(biāo)定。所以希望用戶在需要校準(zhǔn)時(shí)也采用相同的方法，避免用準(zhǔn)確度低的器具去校準(zhǔn)或比對(duì)精度高的傳感器。
5、其它注意事項(xiàng)
濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大，就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高，否則將影響測(cè)量精度．或者傳感器之間相互干擾，甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)，要注意信號(hào)的衰減問(wèn)題。當(dāng)傳輸距離超過(guò)200m以上時(shí)，建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性，無(wú)論進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定，對(duì)于測(cè)量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
濕度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)
介紹濕敏元件的特性，重點(diǎn)闡述集成濕度傳感器、單片智能化濕度/溫度傳感器的性能特點(diǎn)及產(chǎn)品分類，zui后給出集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是zui難準(zhǔn)確測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。用干濕球濕度計(jì)或毛發(fā)濕度計(jì)來(lái)測(cè)量濕度的方法，早已無(wú)法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。這是因?yàn)闇y(cè)量濕度要比測(cè)量溫度復(fù)雜的多，溫度是個(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度卻受其他因素（大氣壓強(qiáng)、溫度）的影響。此外，濕度的標(biāo)準(zhǔn)也是一個(gè)難題。國(guó)外生產(chǎn)的濕度標(biāo)定設(shè)備價(jià)格十分昂貴。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代濕度/溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。
1 濕敏元件的特性
濕敏元件是zui簡(jiǎn)單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。
1.1 濕敏電阻
濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性差。
1.2 濕敏電容
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國(guó)外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測(cè)量范圍是（1%～99%）RH，在55%RH時(shí)的電容量為180pF（典型值）。當(dāng)相對(duì)濕度從0變化到*時(shí)，電容量的變化范圍是163pF～202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/℃，濕度滯后量為±1.5%，響應(yīng)時(shí)間為5s。
除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來(lái)改變振蕩頻率）、光強(qiáng)型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
2 集成濕度傳感器的性能特點(diǎn)及產(chǎn)品分類
目前，國(guó)外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：
2.1 線性電壓輸出式集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。
2.2 線性頻率輸出集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品為HF3223型。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時(shí)的輸出頻率為8750Hz（型值），當(dāng)上對(duì)濕度從10%變化到95%時(shí)，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗*力強(qiáng)、便于配數(shù)字電路或單片機(jī)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。
2.3 頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器
典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號(hào)輸出端，利用負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測(cè)量出溫度值。
3 單片智能化溫度/溫度傳感器
2002年Sensiron公司在世界上研制成功SHT11、SHT15型智能化溫度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為7.6（mm）×5（mm）×2.5（mm），體積與火柴頭相近。出廠前，每只傳感器都在溫度室中做過(guò)精密標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存入校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，在測(cè)量過(guò)程中可對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì)溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。測(cè)量相對(duì)溫度的范圍是0～*，分辨力達(dá)0.03%RH，zui高精度為±2%RH。測(cè)量溫度的范圍是-40℃～+123.8℃，分辨力為0.01℃。測(cè)量露點(diǎn)的精度<±1℃。在測(cè)量濕度、溫度時(shí)A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)分別可達(dá)12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測(cè)量速率，減小芯片的功耗。SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響應(yīng)速度快，抗*力強(qiáng)，不需要外部元件，適配各種單片機(jī)，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度/濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。
芯片內(nèi)部包含相對(duì)濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉(zhuǎn)換器、校準(zhǔn)存儲(chǔ)器（E2PROM）、易失存儲(chǔ)器（RAM）是、狀態(tài)寄存器、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）寄存器、二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測(cè)電路。其測(cè)量原理是首先利用兩只傳感器分別產(chǎn)生相對(duì)濕度、溫度的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大，分別送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換、校準(zhǔn)和糾錯(cuò)，zui后通過(guò)二線串行接口將相對(duì)濕度及溫度的數(shù)據(jù)送至μC。鑒于SHT11/15輸出的相對(duì)濕度讀數(shù)值與被測(cè)相對(duì)濕度呈非線性關(guān)系，為獲得相對(duì)濕度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，必須利用μC對(duì)讀數(shù)值進(jìn)行非線性補(bǔ)償。此外當(dāng)環(huán)境溫度TA≠+25℃時(shí)，還需要對(duì)相對(duì)濕度傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
芯片內(nèi)部有一個(gè)加熱器。將狀態(tài)寄存器的第2位置“1”時(shí)該加熱器接通電源，可使傳感器的溫度大約升高5℃，電源電流亦增加8mA（采用+5V電源）。使用加熱器可實(shí)現(xiàn)以下三種功能：①通過(guò)比較加熱前后測(cè)出的相對(duì)濕度值及溫度值，可確定傳感器是否正常工作；②在潮濕環(huán)境下使用加熱器，可避免傳感器凝露；③測(cè)量露點(diǎn)時(shí)也需要使用加熱器。
露點(diǎn)也是濕度測(cè)量中的一個(gè)重要參數(shù)，它表示在水汽冷卻過(guò)程中zui初發(fā)生結(jié)露的溫度。為了計(jì)算露點(diǎn)，Sensirion公司還向用戶提供一個(gè)測(cè)量露點(diǎn)的程序“SHT xdp.bsx”。利用該程序可以控制內(nèi)部加熱器的通、斷，再根據(jù)所測(cè)得的溫度值及相對(duì)濕度值計(jì)算出露點(diǎn)。在命令響應(yīng)界面上運(yùn)行此程序時(shí)，計(jì)算機(jī)屏幕上就顯示提示符“>”。用戶首先從鍵盤上輸入字母“S”，然后輸入相應(yīng)的數(shù)字，即可獲得下述結(jié)果：
輸入數(shù)字“1”時(shí)，測(cè)量并顯示出攝氏溫度dgC=xx.x；
輸入數(shù)字“2”時(shí)，測(cè)量并顯示出相對(duì)濕度%RH=xx.x；
輸入數(shù)字“3”時(shí)，打開(kāi)加熱器，使傳感器溫度升高5℃；
輸入數(shù)字“4”時(shí)，關(guān)閉加熱器，使傳感器降溫；
輸入數(shù)字“5”時(shí)，顯示露點(diǎn)溫度dpC=xx.x。
4 集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)
集成濕度傳感器的測(cè)量范圍一般可達(dá)到0～*。但有的廠家為保證精度指標(biāo)而將測(cè)量范圍限制為10%～95%。設(shè)計(jì)+3.3V低壓供電的濕度/溫度測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可選用SHT11、SHT15傳感器。這種傳感器在測(cè)量階段的工作電流為550μA，平均工作電流為28μA（12位）或2μA（8位）。上電時(shí)默認(rèn)為休眠模式（Sleep Mode），電源電流僅為0.3μA（典型值）。測(cè)量完畢只要沒(méi)有新的命令，就自動(dòng)返回休眠模式，能使芯片功耗降至zui低。此外，它們還具有低電壓檢測(cè)功能。當(dāng)電源電壓低于+2.45V±0.1V時(shí)，狀態(tài)寄存器的第6位立即更新，使芯片不工作，從而起到了保護(hù)作用。
有關(guān)濕度傳感器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄
GB-T15768-1995電容式濕敏元件與濕度傳感器總規(guī)范
GBT 11605-2005 濕度測(cè)量方法
JJF 1012-1987常用濕度計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)
JJF 1076-2001濕度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范
JJF 1101-2003環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度濕度校準(zhǔn)規(guī)范
JJG 205-2005機(jī)械式溫濕度計(jì)檢定規(guī)程
JJG 499-2004精密露點(diǎn)儀檢定規(guī)程
JJG 500-2005電解法濕度儀檢定規(guī)程
JJG 826-1993 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分流式濕度發(fā)生器
JJG 899-1995石油低含水率分析儀檢定方法
GBT 11605-2005 濕度測(cè)量方法
JJF 1012-1987常用濕度計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)
JJF 1076-2001濕度傳感器校準(zhǔn)規(guī)范
JJF 1101-2003環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備溫度濕度校準(zhǔn)規(guī)范
JJG 205-2005機(jī)械式溫濕度計(jì)檢定規(guī)程
JJG 499-2004精密露點(diǎn)儀檢定規(guī)程
JJG 500-2005電解法濕度儀檢定規(guī)程
JJG 826-1993 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分流式濕度發(fā)生器
JJG 899-1995石油低含水率分析儀檢定方法
HW4軟件，根據(jù)：溫度、相對(duì)濕度、壓力
可以計(jì)算：
1.濕球溫度、
2.干濕球溫差、
3.露點(diǎn)、
4.霜點(diǎn)、
5.水汽密度、
6.濕度、
7.混合比、
8.水汽分壓、
9.飽和水汽壓、
10.飽和水密度、
11.焓、
12.體積混合比
軟件可以索取。（濕度參數(shù)計(jì)算功能免費(fèi)）
0.8%RH——可靠、出色的檢測(cè)精度
FDA認(rèn)證——新產(chǎn)品全部符合FDA認(rèn)證
數(shù)字化——探頭數(shù)字化輸出
通訊功能——總線、以太網(wǎng)、無(wú)線多種通訊，支持PC聯(lián)機(jī)設(shè)定。
Rotronic 是世界上的濕度產(chǎn)品廠家，40年的歷史,專業(yè)的傳感器技術(shù),使其在濕度屆處于。
*的數(shù)字化技術(shù),瑞士原裝儀器的品質(zhì),為*的用戶提供了的產(chǎn)品,合理的價(jià)格吸引了更多的中國(guó)用戶選用。
多年致力于為客戶提供*的溫濕度解決方案。我們的產(chǎn)品在制藥、食品、煙草、造紙、半導(dǎo)體、氣象、計(jì)量、實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)、樓宇、儀表等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
探頭、手持表、變送器、溫濕度控制、溫濕度總線產(chǎn)品、水活性、濕度發(fā)生器、氣象產(chǎn)品、高標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)，完善的產(chǎn)品線，力求為客戶解決更多的問(wèn)題。
在檢測(cè)、控制、校準(zhǔn)領(lǐng)域， 我們?yōu)槟峁┤捉鉀Q方案。我們提供濕度、露點(diǎn)、水活性等方面的成熟產(chǎn)品。
希望我們的服務(wù)和產(chǎn)品，能夠?yàn)槟鷰?lái)更好的選擇。
如果您需要更多資料，可以給我，或者到我們*下載
地址：廣州市天河區(qū)中山大道中車陂路大崗*工業(yè)區(qū)3棟
：510665
：孫良明
：
：
全年征稿/資訊合作
聯(lián)系郵箱：1271141964@qq.com
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源：智能制造網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于智能制造網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明智能制造網(wǎng)，http://towegas.com。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號(hào)
智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)小程序
微信公眾號(hào)
2025第十一屆中國(guó)國(guó)際機(jī)電產(chǎn)品交易會(huì) 暨先進(jìn)制造業(yè)博覽會(huì)
展會(huì)城市：合肥市展會(huì)時(shí)間：2025-09-20