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湿度传感器的发展趋势

在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航外形美观天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素（大气压强、温度）的影响。此外，湿度的校准也是一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。

近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度／温度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。

１湿敏元件的特性

湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。

１．１湿敏电阻

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用点温计这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化物湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品的互换性差。

１．２湿敏电容

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材2是推动塑料共混技术、塑料助剂新品及利用技术的进步和发展料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏电容的主要厂家有Ｈｕｍｉｒｅｌ公司、Ｐｈｉｌｉｐｓ公司、Ｓｉｅｍｅｎｓ公司等。以Ｈｕｍｉｒｅｌ公司生产的ＳＨ１１００型湿敏电容为例，其测量范围是(１％～９９％)ＲＨ，在５５％ＲＨ时的电容量为１８０ｐＦ(典型值)。当相对湿度从０变化到１００％时，电容量的变化范围是１６３ｐＦ～２０２ｐＦ。温度系数为０．０４ｐＦ／学生们被约请参观了研发中心℃，湿度滞后量为±１．５％，响应时间为５ｓ。除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件(利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率)、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线吸收器性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。

２集成湿度传感器的性能特点及产品分类

目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司（ＨＩＨ－３６０２、ＨＩＨ－３６０５、ＨＩＨ－３６１０型)，Ｈｕｍｉｒｅｌ公司(ＨＭ１５００、ＨＭ１５２０、ＨＦ３２２３、ＨＴＦ３２２３型)，Ｓｅｎｓｉｒｏｎ公司(ＳＨＴ１１、Ｓ门式的UTM实验机的结构容量可达1000~135000 lbＨＴ１５型)。这些产品可分成以下三种类型。

２．１线性电压输出式集成湿度传感器

典型产品有ＨＩＨ３６０５／３６１０、ＨＭ１５００／１５２０。其主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。

２．２线性频率输出式集成湿度传感器

典型产品为ＨＦ３２２３型。它采用模块式结构，属于频率输出式集成湿度传感器，在５５％ＲＨ时的输出频率为８７５０Ｈｚ(典型值)，当相对湿度从１０％变化到９５％时，输出频率就从爆谷机９５６０Ｈｚ减小到８０３０Ｈｚ。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。