注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

张新房的博客 - 新型智慧城市

Smart City @ 2016 , www.zhangxinfang.com

 
 
 
 
 

日志

 
 
关于我

关注大安防、大智慧、大城市、互联网+,本站永久域名www.zhangxinfang.com,邮箱1@zhangxinfang.com

网易考拉推荐

什么是温湿度传感器  

2008-02-09 13:38:08|  分类: 防盗报警系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

随着时代的发展,科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门,越来越需要采用湿度传感器,对产品质量的要求越业越高,对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。如何使用好湿度传感器,如何判断湿度传感器的性能,这对一般用户来讲,仍是一件较为复杂的技术问题。

一、 湿度的相关概念

湿度概念

  • 在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度,%rh表示。总言之,即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。

湿度测量的历史

  • 湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。湿度计测的历史可以追溯到中国的天秤型(公元前179)为最早的湿度计测。(温度计测可追溯到记载的希腊时代的温度计。)

绝对湿度(Absolute humidity

单位体积(1m3)的气体中含有水蒸气的质量(g)。

表示∶D=g/m3

但是,即使水蒸气量相同,由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化,即绝对湿度D发生变化。D为容积基准。

相对湿度(Relative humidity

气体中的水蒸气压(e)与其气体的饱和水蒸气压(es)的比,用百分比表示。

表示∶rh=e/es×100%

但是,温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。

通常在工作和生活中我们使用的湿度即为相对湿度。

饱和水蒸气压(Saturation Vapor Pressure

  • 气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状态即可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。此物理量亦随着温度,压力的变    化而变化,并且,0℃以下即使同一湿度,与水共存的饱和水蒸气压(esw)和与冰共存的饱和水蒸气压(esi)的值不同,通常所采用的是与水    共存的饱和水蒸气压(esw)。各温度对应的饱和水蒸气压表JIS-Z-8806在卷末记载。

露点(Dew Point

  • 温度较高的气体其所含水蒸气也较多,将此气冷却后,其所含水蒸气的量即使不发生变化,相对湿度增加,当达到一定温度时相对rh达到100%饱和,此时,继续进行冷却的话,其中一部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度(Dew Point Temperature)。露点在0℃以下结冰时即为霜点(Frost Point)。

二、 湿度传感器的分类及特点

1湿度传感器的分类

湿度传感器分为电阻式和电容式两种,产品的基本形式都是在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后,元件的阻抗、介质常数发生很大的变化,从而制成湿敏元件。

2湿度传感器的特性:

国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。湿度传感器具有如下特点:

 (1) 精度和长期稳定性

湿度传感器的精度应达到±2%~±5%RH,达不到这个水平很难作为计量器具使用,湿度传感器要达到±2%~±3%RH的精度是比较困难的,通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题,年漂移量控制在1%RH水平的产品很少,一般都在±2%左右,甚至更高。

(2) 湿度传感器的温度系数

湿敏元件除对环境湿度敏感外,对温度亦十分敏感,其温度系数一般在0.2~0.8%RH/℃范围内,而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下,其温度系数又有差别。温漂非线性,这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿,或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的,湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果,非线性的温漂往往补偿不出较好的效果,只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在40℃以上正常工作。

(3) 湿度传感器的供电

金属氧化物陶瓷,高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时,会导致性能变化,甚至失效,所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。必须是交流电供电。

(4) 互换性

目前,湿度传感器普遍存在着互换性差的现象,同一型号的传感器不能互换,严重影响了使用效果,给维修、调试增加了困难,有些厂家在这方面作出了种种努力,(但互换性仍很差)取得了较好效果。

(5) 湿度校正

校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可,而湿度的标定标准较难实现,干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的,精度无法保证,因其要求环境条件非常严格,一般情况,(最好在湿度环境适合的条件下)在缺乏完善的检定设备时,通常用简单的饱和盐溶液检定法,并测量其温度。

3 对湿度传感器性能作初步判断的几种方法

在湿度传感器实际标定困难的情况下,可以通过一些简便的方法进行湿度传感器性能判断与检查。

(1) 一致性判定

同一类型,同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以上,越多越说明问题,放在一起通电比较检测输出值,在相对稳定的条件下,观察测试的一致性。若进一步检测,可在24h内间隔一段时间记录,一天内一般都有高、中、低3种湿度和温度情况,可以较全面地观察产品的一致性和稳定性,包括温度补偿特性。

(2) 用湿毛巾或利用其它加湿手段对传感器加湿,观察其结露状态下的特性、灵敏度、重复性、升湿脱湿性能,以及分辨率,产品的最高量程等。

(3) 对产品在高温状态和低温状态(根据说明书标准)进行测试,并恢复到正常状态下检测和实验前的记录作比较,考查产品的温度适应性,并观察产品的一致性情况。

产品的性能最终要依据质检部门正规完备的检测手段。利用饱和盐溶液作标定,也可使用名牌产品作比对检测,产品还应进行长期使用过程中的长期标定才能较全面地判断湿度传感器的质量。

总之,人们使用湿度传感器的时间越长,认识就会越深入和全面。同时,也对产品提出新的要求,这给产品带来了新的机遇,推动这项技术不断向新的高度发展。我们相信,湿度传感器产品会在应用领域发挥越来越重要的作用。

三、 湿度传感器与湿度变送器的区别

狭义概念的湿度传感器是指湿度的敏感器件,现在泛指各种不能直接在现场使用的湿度传感器件或电路板。通常其输出不是标准的0~5V4~20mA信号,没有电源保护、滤波等现场必须的外围电路,也没有可直接使用的壁挂或管道式等封装形式。代表性产品有:HoneyWell公司的3610系列产品,Humirel公司HS1000系列产品、盛世瑞恩公司SHTxx系列产品、E+E公司的EE02系列产品等。

传统意义湿度变送器是指0~5V0~10V4~20mA输出的湿度传感器,现在泛指各种可以在现场直接使用的湿度传感器产品。代表性产品:Vaisala公司的HMW系列产品 E+E公司的EE10系列产品、长英科技LTM8901系列等产品。

在实际使用中,两个概念的提法并不是十分明确,经常通称为湿度传感器。但在实际应用上差异还是很大的,湿度传感器只是保证传感探头的精度,如HoneyWell 3610系列,Humirel HS1000系列、SHTxx系列等产品在实际使用中,最终的综合精度除了与外围电路的原理设计有关,甚至还和外围电路的焊接工艺相关。湿度变送器保证的是最终的综合精度(包括外围电路),给出的是无需修正的测试数据。所以,用户使用湿度变送器是最方便的。

编辑整理:张新房 www.zhangxinfang.com

  评论这张
 
阅读(809)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017