如何選用濕度傳感器

隨著時代的發展科研、農業、暖通、紡織、機房、航空航天、電力等工業部門越來越需要采用溫度傳感器對產品質量的要求越來越高對環境溫、濕度的控制以及對工業材料水分值的監測與分析都成為比較普遍的技術條件之一。濕度傳感器產品及濕度測量屬于90年代興起的行業。如何使用好濕度傳感器如何判斷濕度傳感器的性能這對一般用戶來講仍是一件較為復雜的技術問題。

下列此文供大家參考。
一、濕度傳感器的分類及感濕特點
濕度傳感器分為電阻式和電容式兩種產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、介質常數發生很大的變化從而制成濕敏元件。
國內外各廠家的濕度傳感器產品水平不一質量價格都相差較大用戶如何選擇性能價格比zui優的理想產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：
1、精度和長期穩定性
濕度傳感器的精度應達到±2%~±5%RH達不到這個水平很難作為計量器具使用濕度傳感器要達到±2%~±3%RH的精度是比較困難的通常產品資料中給出的特性是在常溫（20℃±10℃）和潔凈的氣體中測量的。在實際使用中由于塵土、油污及有害氣體的影響使用時間一長會產生老化精度下降濕度傳感器的精度水平要結合其長期穩定性去判斷一般說來長期穩定性和使用壽命是影響濕度傳感器質量的頭等問題年漂移量控制在1%RH水平的產品很少一般都在±2%左右甚至更高。
2、濕度傳感器的溫度系數
濕敏元件除對環境濕度敏感外對溫度亦十分敏感其溫度系數一般在0.2~0.8%RH/℃范圍內而且有的濕敏元件在不同的相對濕度下其溫度系數又有差別。溫漂非線性這需要在電路上加溫度補償式。采用單片機軟件補償或無溫度補償的濕度傳感器是保證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償的效果非線性的溫漂往往補償不出較好的效果只有采用硬件溫度跟隨性補償才會獲得真實的補償效果。濕度傳感器工作的溫度范圍也是重要參數。多數濕敏元件難以在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，超聲波測厚儀會導致性能變化甚至失效所以這類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象同一型號的傳感器不能互換嚴重影響了使用效果給維修、調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。溫度標定往往用一根標準溫度計作標準即可而濕度的標定標準較難實現干濕球溫度計和一些常見的指針式濕度計是不能用來作標定的精度無法保證因其要求環境條件非常嚴格一般情況（在濕度環境適合的條件下）在缺乏完善的檢定設備時通常用簡單的飽和鹽溶液檢定法并測量其溫度。
二、對濕度傳感器性能作初步判斷的幾種方法
在濕度傳感器實際標定困難的情況下可以通過一些簡便的方法進行濕度傳感器性能判斷與檢查。
1、一致性判定，測振儀同一類型，爐溫曲線測試儀同一廠家的濕度傳感器產品一次購買兩支以上越多越說明問題放在一起通電比較檢測輸出值在相對穩定的條件下觀察測試的一致性。若進一步檢測可在24h內間隔一段時間記錄一天內一般都有高、中、低3種濕度和溫度情況可以較全面地觀察產品的一致性和穩定性包括溫度補償特性。
2、用嘴呵氣或利用其它加濕手段對傳感器加濕觀察其靈敏度、重復性、升濕脫濕性能以及分辨率產品的zui高量程等。
3、對產品作開盒和關盒兩種情況的測試。比較是否一致觀察其熱效應情況。
4、對產品在高溫狀態和低溫狀態（根據說明書標準）進行測試并恢復到正常狀態下檢測和實驗前的記錄作比較考查產品的溫度適應性并觀察產品的一致情況。
產品的性能zui終要依據質檢部門正規完備的檢測手段。利用飽和鹽溶液作標定也可使用產品作比對檢測產品還應進行長期使用過程中的長期標定才能較全面地判斷濕度傳感器的質量。
三、對市場上濕度傳感器產品的幾點分析
國內市場上出現了不少國內外濕度傳感器產品電容式濕敏元件較為多見感濕材料種類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點在于響應速度快、體積小、線性度好、較穩定國外有些產品還具備高溫工作性能。但是達到上述性能的產品多為國外價格都較昂貴。市場上出售的一些電容式濕敏元件低價產品往往達不到上述水平線性度、一致性和重復性都不甚理想30%RH以下80%RH以上感濕段變形嚴重。有些產品采用單片機補償修正使濕度出現"階躍"性的跳躍使精度降低出現一致性差、線性差的缺點。無論次或低檔次的電容式濕敏元件長期穩定性都不理想多數長期使用漂移嚴重濕敏電容容值變化為pF級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環境的潔凈度要求較高有的產品還存在光照失效、靜電失效等現象金屬氧化物為陶瓷濕敏電阻具有濕敏電容相同的優點但塵埃環境下陶瓷細孔被封堵元件就會失效往往采用通電除塵的方法來處理但效果不夠理想且在易燃易爆環境下不能使用氧化鋁感濕材料無法克服其表面結構"天然老化"的弱點阻抗不穩定金屬氧物陶瓷濕敏電阻也同樣存在長期穩定性差的弱點。
氯化鋰濕敏電阻具有zui突出的優點是長期穩定性極強因此通過嚴格的工藝制作制成的儀表和傳感器產品可以達到較高的精度穩定性強是產品具備良好的線性度、精密度及一致性是長期使用壽命的可靠保證。氯化鋰濕敏元件的長期穩定性其它感濕材料尚無法取代。