傳感器-濕度傳感???
????????????? 高分子電容式濕度傳感器
高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用絲網漏印或真空鍍膜工藝做出
高分子電容式濕度傳感器電極,再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環境中,因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現規律性變化,此即為濕度傳感器的基本機理。影響高分子電容型元件的溫度特性,除作為介質的高分子聚合物的介質常數ε及所吸附水分子的介電常數ε受溫度影響產生變化外,還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數影響而產生變化等因素。根據德拜理論的觀點,液體的介電常數ε是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數。水分子的ε在T=5℃時為78.36,在T=20℃時為79.63。有機物ε與溫度的關系因材料而異,且不完全遵從正比關系。在某些溫區ε隨T呈上升趨勢,某些溫區ε隨T增加而下降。多數文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為:高分子聚合物具有較小的介電常數,如聚酰亞胺在低濕時介電常數為3.0一3.8。而水分子介電常數是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質在吸濕后,由于水分子偶極距的存在,大大提高了吸水異質層的介電常數,這是多相介質的復合介電常數具有加和性決定的。由于ε的變化,使濕敏電容元件的電容量C與相對濕度成正比。在設計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器,高分子介質膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數可達到的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數為108x10-5/℃。隨著溫度上升,介質膜厚d增加,對C呈負貢獻值;但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加,即對C呈正值貢獻??梢姖衩綦娙莸臏囟忍匦允芏喾N因素支配,在不同的濕度范圍溫漂不同;在不同的溫區呈不同的溫度系數;不同的感濕材料溫度特性不同??傊?,高分子濕度傳感器的溫度系數并非常數,而是個變量。所以通常傳感器生產廠家能在-10-60攝氏度范圍內是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。比較優質的產品主要使用聚酰胺樹脂,產品結構概要為在硼硅玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發制作金電極,再噴鍍感濕介質材料(如前所述)形式平整的感濕膜,再在薄膜上蒸發上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關系,線性度約±2%。雖然,測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想,在工業領域使用,壽命、耐溫性和穩定性、抗腐蝕能力都有待于進一步提高。