首页 理论教育 湿敏电阻式传感器在实际应用中的优势和应用场景

湿敏电阻式传感器在实际应用中的优势和应用场景

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:电阻式湿敏传感器必须使用交流电源供电。因为频率过高,测试引线的容抗下降,易导致湿敏电阻短路,同时高频的集肤效应也将引起阻值变化,影响测量准确度。用电桥作为湿敏电阻传感器的检测电路,可将湿敏电阻作为电桥的一个桥臂,通过适当选择其他桥臂上电阻的阻值。当湿敏电阻传感器随湿度变化发生电阻值变化时,电桥失去平衡,桥路输出的不平衡电压值送信号处理电路进行相关处理。

1.特性要求

因湿度的检测必须将湿敏器件与水直接接触,湿敏传感器件只能直接暴露于待测环境中,不能密封。因此,湿敏传感器适合在宽温、湿范围内使用,并具有测量精度高、响应速度快、重现性好、灵敏度高、易于批量生产、成本低的特点,以及抗腐蚀、耐低温和高温等特性。

2.使用要求

(1)低频交流电源供电。

电阻式湿敏传感器必须使用交流电源供电。因为电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的,在直流电源作用下,正、负离子会固定向电源两极运动,产生电解作用,使感湿层变薄受损。而交流电源作用下,正、负离子往复运动,则不会产生电解。

交流电源的频率选择的原则是在不产生正、负离子定向积累的情况下尽可能低。因为频率过高,测试引线的容抗下降,易导致湿敏电阻短路,同时高频的集肤效应也将引起阻值变化,影响测量准确度。

(2)进行温度补偿。

湿度传感器有不同的温度系数,工作区也有宽有窄,因此需根据湿度传感器的温度特性进行适当的温度补偿。

例如,半导体陶瓷湿敏传感器具有负的温度特性(NTC),其电阻与温度的关系为

式中:H为相对湿度;T为绝对温度;R0为在T=0℃、相对湿度H=0时的阻值;A为湿度常数;B为温度常数。

实际使用时,若工作温差为30℃,湿度的温度系数为0.07%/RH,测量误差为0.21%RH/℃,则不需进行温度补偿;若湿度的温度系数为0.4%/RH,则引起12%RH/℃的测量误差,必须进行温度补偿。(www.xing528.com)

(3)线性化处理。

湿度传感器的感湿特性与相对湿度之间是非线性的,需要通过相应的变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系线性化。

(4)采用适当的测量电路。

常用于湿敏传感器的测量电路有电桥和电阻-电压转换电路。电桥是检测装置常用的测量电路,如图5-5所示。

电桥是电阻、电容及电感式传感器常用的检测电路。用电桥作为湿敏电阻传感器的检测电路,可将湿敏电阻作为电桥的一个桥臂,通过适当选择其他桥臂上电阻的阻值。使电桥平衡。当湿敏电阻传感器随湿度变化发生电阻值变化时,电桥失去平衡,桥路输出的不平衡电压值送信号处理电路进行相关处理。

图5-5 湿敏传感器的测量电路

(a)湿敏电阻的电桥测量电路;(b)湿敏电阻的欧姆定律测量电路

欧姆定律转换电路就是利用电阻与电流、电压的关系,使电流通过湿敏电阻,将其转换成电压输出。

3.湿敏电阻的检测方法

湿敏电阻器的检测方法是用万用表的R×1K挡,测量湿敏电阻器的阻值。先将湿敏电阻置于比较干燥的环境中,观察万用表测量的电阻值,再用蘸水的棉签放在湿敏电阻的感湿片上,或将湿敏电阻置于盛水的容器中,观察万用表测得的阻值变化;如电阻值增大为正湿度特性的湿敏电阻;如电阻值减小为负湿度特性的湿敏电阻;如果电阻值不变,则说明感湿灵敏度低或损坏,需用相同型号的湿敏电阻替换。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈