湿敏电阻传感器的工作原理和应用

随着现代工业技术的发展，纤维、造纸、电子、建筑、食品、医疗等领域提出了高质量、高可靠性测量和控制湿度的要求，湿度的检测与控制在现代科研、生产、生活中的地位越来越重要。例如，储粮仓库中的湿度超过了一定程度后，谷物会发芽或霉变；纺织厂相对湿度应保持在60%～70%；在农业生产中温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测与控制。

湿敏传感器能够感受外界湿度的变化，并转换成材料本身物理性质的变化，从而转化为可采集的电压或者电流信号，常用于精密仪器、半导体集成电路、元器件制造等场所，在气象预报、医疗卫生、食品加工等行业都有广泛的应用。

湿敏传感器有红外线湿度计、微波湿度计、超声湿度计、石英晶体振动式湿度计、湿敏电容湿度计、湿敏电阻湿度计等种类。由于湿敏电阻对湿度测量和控制具有灵敏度高、体积小、寿命长、不需维护、可以进行遥测和集中控制等优点，在目前的湿敏传感器中应用尤为广泛。

湿敏电阻是一种阻值随相对湿度的变化而变化的敏感元件。常用的有金属氧化物陶瓷湿敏电阻、金属氧化物湿敏电阻、高分子材料湿敏电阻等。它主要由感湿层（湿敏层）、电极和具有一定机械强度的绝缘基片组成，如图2.58所示。感湿层在吸收了环境中的水分后引起两电极间电阻值的变化，将相对湿度变换成电阻值的变化。(www.xing528.com)

图2.58　湿敏电阻结构示意图

1—引线；2—基片；3—感湿层；4—电极。

检测时湿敏传感器必须直接暴露于所测环境中，因此对湿敏传感器的要求是稳定性好、寿命长、耐污染、受温度影响小，比较有代表性的是半导体陶瓷型湿敏传感器、氯化锂湿敏传感器等。