濕度傳感器原理與應(yīng)用課件

應(yīng)用:半導(dǎo)體凈化車間1第1頁/共33頁應(yīng)用:溫室2第2頁/共33頁應(yīng)用:氣象玉山3第3頁/共33頁應(yīng)用:文物保護(hù):敦煌4第4頁/共33頁應(yīng)用:健康玉山5第5頁/共33頁溫度℃水飽和蒸汽壓(pa)-20103-10256061110122720233830424540738160199341001013251016第6頁/共33頁-20

0

20

40

60

80

100溫度/℃水飽和蒸汽壓(pa)1061051041031026.1

濕度定義：飽和蒸汽壓6.1

濕度定義：絕對濕度絕對濕度（Absolute

humidity）單位體積（1m3）的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量（g）。單位∶AH=g/m3絕對濕度也可以用溫度與水蒸氣分壓表示7第7頁/共33頁6.1

濕度定義:相對濕度（Relative

humidity）氣體中的絕對濕度Pv與該溫度氣體飽和狀態(tài)的絕對濕度Ps之比表示∶RH=Pv/Ps×100%根據(jù)氣體定律,水蒸氣的質(zhì)量正比于水蒸氣分壓所以，氣體中的水蒸氣分壓（e）與該溫度氣體飽和水蒸氣壓（ｅs）的比，用百分比表示。表示∶RH=e/es×100%相對濕度最常用。8第8頁/共33頁6.1

濕度定義:換算已知溫度，RH和AH可以互相換算9第9頁/共33頁例如：20

℃,RH=60%.求AH20

℃的飽和蒸汽壓為2338pa,水蒸氣分壓為2338*60%=1400pa相當(dāng)于大氣壓：1400/101325=0.0138（20

℃）相當(dāng)于大氣壓：0.0138*273/（273+20）＝0.0108（0℃）1m3的水蒸氣摩爾數(shù)：0.0108*1/0.0224*=0.481m3的水蒸氣質(zhì)量：0.48*18＝8.64（g)答案：

AH=8.64g/m3依據(jù)

PV=RT6.1

濕度定義：換算很舒適10第10頁/共33頁例如：30

℃,水蒸汽分壓為2000pa,求RH,AHRH=2000/4245=47%AH0℃

分壓:

2000*273/（273+30）＝1800Pa大氣壓:

1800/105＝0.0181m3的摩爾數(shù)：0.018/0.024＝0.75

mol1m3的的水蒸氣質(zhì)量：0.75*18＝13.5（g)答案：

AH=13.5g/m36.1

濕度定義

結(jié)露106105104103102101-20

0

20

40

60

80

100溫度/℃水飽和蒸汽壓(pa)如果絕對濕度不變:則溫度增加 RH減小11第11頁/共33頁溫度降低RH增加右圖的例子:30

℃,

RH=50%到10

℃左右結(jié)露,若升高到60

℃,RH降到10%6.1

濕度定義

露點將溫度為T1

的氣體冷卻,開始結(jié)露的溫度T2顯然,溫度T1時的水蒸汽壓=溫度T2的飽和水蒸汽壓例如：30

℃,水蒸汽分壓為2000,求露點由圖求出,露點約為20

℃例如：30

℃,RH=30%,求露點水蒸汽壓:

0.3*4245=1330由圖求出,

露點約為10

℃12第12頁/共33頁主要參數(shù)濕度量程相對濕度特性曲線靈敏度溫度系數(shù)響應(yīng)時間濕滯迴線電壓特性頻率特性其他：精度，溫度范圍，穩(wěn)定性，壽命13第13頁/共33頁濕度量程濕度測量的全量程為0％～100％RH。但對一種具體的傳感器一般是無法覆蓋全量程的，所

以濕度傳感器的標(biāo)稱量稱越大，使用的價值就越大。木材干燥0-40%空調(diào)30-70%氣象0-100%14第14頁/共33頁相對濕度特性曲線0

20

40

60

80

100RH/%感濕特征量正特性負(fù)特性15第15頁/共33頁靈敏度S0

20

40

60

80

100RH/%感濕特征量Y斜率16第16頁/共33頁溫度系數(shù)C0

20

40

60

80

100RH/%T2T1感濕特征量Y特征量溫度系數(shù)Y2Y1感濕溫度系數(shù)17第17頁/共33頁H2H1響應(yīng)時間τRH/%Y10.63τ18第18頁/共33頁階躍濕度變化輸出特征量0－63％的時間濕滯迴線0

20

40

60

80

100RH/%感濕特征量YY2Y1濕滯量YFS19第19頁/共33頁電壓，頻率特性AC的理由：電容驅(qū)動電阻型的電解防止最大電壓幅度限制（防止發(fā)熱）最大頻率限制20第20頁/共33頁毛發(fā)濕度計優(yōu)點-使用簡單，測量工程裝置安裝成本低-本低應(yīng)用缺點-維修費用高-要頻繁地對毛發(fā)進(jìn)行長度還原-濕度測量范圍?。?5%至85%RH)-高誤差-測量慢-非電量輸出21第21頁/共33頁干濕球濕度計干球溫度 氣溫

濕球溫度

RH有關(guān)22第22頁/共33頁露點濕度計半導(dǎo)體制冷溫度測量鏡面觀測讀數(shù)顯示美國EdgeTech公司1500型23第23頁/共33頁電容型濕度傳感器結(jié)構(gòu)采用電容型高分子介質(zhì)材料制成的溫度傳感器電容器介質(zhì)材料:

高分子薄膜,

醋酸纖維素等吸附水分后,

介電系數(shù)就增大，電容量增大特點:靈敏度高,線性好24第24頁/共33頁電容型濕度傳感器結(jié)構(gòu)25第25頁/共33頁濕度傳感器電容型濕度傳感器。產(chǎn)品名稱:濕度傳感器（電容型）產(chǎn)品型號:VHM10產(chǎn)品廠商:深圳市矢量科技有限公司簡單介紹V-HM10V系列濕度模塊

電壓（0.8~3.9VDC）輸出線性無需避光，無需防靜電，高濕后恢復(fù)時間短26第26頁/共33頁濕度傳感器

電容型參數(shù)主要參數(shù)（Ta=25°C，Vs=5VDC）濕度測量范圍5~99%RH27第27頁/共33頁±3%RH0.2%RH/°C精度(40

to

60%RH)溫度系數(shù)(10~50°C)供電電壓5VDC消耗電流

1.1mA

(5VDC)輸出（0--100%RH線性對應(yīng)0.8V--3.9V）工作溫度范圍-10~60°C儲存溫度范圍-30~70°C長期穩(wěn)定性<1%RH/年恢復(fù)時間（在>90%RH環(huán)境中存放150小時后）

10s響應(yīng)時間(33

to

76%RH,慢流動的空氣中)30s濕度傳感器

電阻型28第28頁/共33頁產(chǎn)品名稱:濕度傳感器（電阻型）產(chǎn)品型號:CHR-01產(chǎn)品廠商:廣州西博臣科技有限公司簡單介紹采用功能高分子膜涂敷在帶有導(dǎo)電電極陶瓷襯底上,形成阻抗隨相對濕度變化成對數(shù)變化的敏感部件,導(dǎo)電機(jī)理為水分子的存在影響高分子膜內(nèi)部導(dǎo)電離子的遷移率濕度傳感器

電阻型參數(shù)工作溫度范圍0℃～＋85℃檢測范圍20

～

95%RH檢測精度±5%

RH工作電壓AC

1V（50～2

K

Hz）特征阻抗范圍30(21～45)KΩ(60%RH,25℃)響應(yīng)時間< 12

s (20%～

90%)濕度漂移（/年)±2%

RH濕滯≤

1.5%RH29第29頁/共33頁特性參數(shù)陶瓷型濕度傳感器材料：金屬氧化物特性：具有感濕特性電阻率隨濕度下降R/Ω10830第30頁/共33頁0

20

40

60

80

100RH/%Fe3O4的例子1071