電阻式濕度傳感器簡介

　　電阻式濕度傳感器是利用濕敏元件的電氣特性（如電阻值），隨濕度的變化而變化的原理進行濕度測量的傳感器，濕敏元件一般是在絕緣物上浸漬吸濕性物質，或者通過蒸發、涂覆等工藝制備一層金屬、半導體、高分子薄膜和粉末狀顆粒而制作的，在濕敏元件的吸濕和脫濕過程中，水分子分解出的離子H+的傳導狀態發生變化，從而使元件的電阻值隨濕度而變化。

　　電阻式濕度傳感器產品功能

　　電阻式濕度傳感器應當最適用于濕度控制領域，其代表產品氯化鋰濕度傳感器具有穩定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優點，氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產和研究的歷史，有著多種多樣的產品型式和制作方法，都應用了氯化鋰感濕液具備的各種優點尤其是穩定性最強。

　　電阻式濕度傳感器原理介紹

　　電阻式濕度傳感器的敏感元件為濕敏電阻，其主要材料一般為電介質、半導體、多孔陶瓷、有機物及高分子聚合物。這些材料對水的吸附較強，其吸附水分多少隨濕度而變化。而材料的電阻率（或電導率）也隨吸附水分的多少而變化。這樣，濕度的變化可導致濕敏電阻阻值的變化，電阻值的變化就可轉化為需要的電信號。例如，氯化鋰濕敏電阻，它是在絕緣基板上形成一對電極，涂上潮解性鹽———氯化鋰的水溶液而制成的。氯化鋰的水溶液在基板上形成薄膜。隨著空氣中水蒸氣含量的增減，薄膜吸濕脫濕，溶液中鹽的濃度減小或增大，電阻率隨之增大或減小，兩極間電阻也就增大或減小。又如MgCr2O4-TiO2多孔陶瓷濕敏電阻，它是由TiO2和MgCr2O4在高溫下燒制而成的多孔陶瓷，陶瓷本身是由許多小晶粒構成的。其中的氣孔多與外界相通，相當于毛細管，通過氣孔可以吸附水分子。在晶界處水分子被化學吸附時，有羥基和氫離子形成羥基又可對水分子進行物理吸附，從而形成水的多分子層，此時形成極高的氫離子濃度。環境濕度的變化會引起離子濃度變化，從而導致兩極間電阻的變化。

　　電容式濕度傳感器簡介

　　電容式濕度傳感器，是濕度傳感器中常用的一種儀器，它是以高分子濕度濕敏電容器為基本感濕元件，利用單片機對測量結果進行分析處理、顯示和遠距離傳輸，測量準確度達±2.5%。下面我們來看看電容式濕度傳感器的工作原理：

　　電容式濕度傳感器的工作原理

　　電容式濕度傳感器，主要由濕敏電容和轉換電路兩部分組成。它由玻璃底襯、下電極、濕敏材料、上電極幾部分組成。兩個下電極與濕敏材料，上電極構成的兩個電容成串聯連接。

　　濕敏材料是一種高分子聚合物，它的介電常數隨著環境的相對濕度變化而變化。當環境濕度發生變化時，濕敏元件的電容量隨之發生改變，即當相對濕度增大時，濕敏電容量隨之增大，反之減小（電容量通常在48～56pf間）。傳感器的轉換電路把濕敏電容變化量轉換成電壓量變化，對應于相對濕度0～100%RH的變化，傳感器的輸出呈0～1v的線性變化。

　　電阻式濕度傳感器優缺點

　　1.優點

　　1）與電容式相比，構造簡單，比較容易實現大量生產與低價位。

　　2）不必像電容式傳感器一樣要考慮引線間的容量，因此可以把傳感器隨意拉伸，設計自由度較大。

　　3）特性由于是對數變化（變化程度大），對于電阻變化濕度變化小。（根據此點，例如電極的偏差等對特性的影響程度小，不穩定性也小。即使稍有變化但轉換成濕度后就很難顯現。）

　　2.缺點

　　1）溫度特性與電容式相比較大（0.5%rh/℃），通常需要溫度補償。

　　2）特性由于是對數變化，如不進行對數轉換等的處理，將不能得到線性特征。

　　3）低濕范圍由于電阻較高難以檢出。（20%rh左右為界限）另外容易受到干擾影響。

　　電容式濕度傳感器優缺點

　　1.優點

　　1）一般來說，可以檢知從0%rh開始的低濕。

　　2）電容值比較接近線性，不需要對數變化。

　　3）溫度特性與電阻式相比較小（0.05～0.1%rh/℃左右），在一般用途上不需要溫度補償。

　　4）構造上為了增大電容值，做成了薄膜狀，比起電阻式響應速度快的產品較多。

　　2.缺點

　　1）如果用引線延長傳感器的話，電容值會變化，因此不適合延長傳感器單體。還有組裝進裝置內的話，因為通過引線而改變位置比較困難，所以設計自由度較小。

　　2）變化量比較小，但微小的電容變化會導致很大的誤差。因此廉價的傳感器偏差較大。（用于計測用的傳感器也有相當高精度的東西，但這些估計式都經過了處理。）

　　3）變化量少這一事實雖然在依賴面上可以有些說法。但微小的電容變化會產生很大的誤差。因此信賴性不好的傳感器，會產生較大的濕度變化。

　　4）雖然變化量少，但其他回路部品的偏差、溫度特性會有較大的影響，因此在選定回路部品時要注意。

　　電阻式和電容式溫濕度傳感器的精度比較

　　讓我們看一下下記傳感器各自的電氣特性和其變化量。

　　傳感器A：電阻式傳感器、HPR-MQ

　　傳感器B：電容式傳感器、S公司

　　傳感器C：電容式傳感器、H公司

　　1.基本特性

　　傳感器A：55%rh;50.2kΩ、60%rh;31kΩ、65%rh;19.8kΩ變化量（60%rh附近）約3kΩ/%rh※嚴密地來說由于是對數性的變化，高濕范圍與低濕范圍有差值。

　　傳感器B：30%rh;186pF、60%rh;196pF、90%rh;205pF變化量約0.37pF/%rh

　　傳感器C：30%rh;166.5pF、60%rh;175.2pF、90%rh;185.4pF變化量約0.32pF/%rh

　　2.精度±1%RH時，電阻、電容值的精度為多少？

　　傳感器A：±（3k/31k）＝±10%

　　傳感器B：±（0.37p/196p）＝±0.19%

　　傳感器C：±（0.32p/175.2p）＝±0.18%也就是說電阻式的傳感器只要制作允許偏差±10%的電阻就可以了，這就比較容易。（固定電阻的允許偏差一般在±1%、±5%）電容式的傳感器需要制作允許偏差±0.2%的電容，這就非常困難。（電容器的允許偏差由于根據種類有各種各樣，一般為±5%、±10%）※如果傾斜無偏差的話用并聯電容器進行補正（只是＋補正）也是可能的。

　　3.周邊部品的溫度漂移為多少？

　　周邊部品的溫度特性（溫度漂移）需要多少程度的（嚴密來說，根據回路方式使用方式不同，影響度也不一樣。0～50℃，影響度±1%rh的溫度漂移

　　傳感器Ａ：±（3k/31k）÷50℃＝±0.2%＝±2000ppm

　　傳感器Ｂ：±（0.37p/196p）÷50℃＝±0.0038%＝±38ppm

　　傳感器C：±（0.32p/175.2p）÷50℃＝±0.0036%＝±36ppm

　　也就是說電阻式傳感器只要選擇溫度特性在2000ppm/℃以下的部品就可以了，比較容易。電容式傳感器需要選擇40ppm/℃以下的部品，這就非常困難。根據種類不同各有不同。一般來說，電阻在±100，200ppm/℃。電容器的場合，溫度補償用陶瓷電容在±30～250ppm/℃IC根據回路方式不同也有很大差異。綜上所述，電容式傳感器在精度和溫度特性上要求非常苛刻。對于測定器、治具等的影響也不容忽視。

　　電阻式與電容式溫濕度傳感器哪個好

　　電容式傳感器和電阻式感應器的機械區別在于電容式是非接觸式（感應），電阻式為接觸式。 電路原理區別在于電容式改變頻率，電阻式改變電壓或電流。 兩者都可以用于壓力、位移、溫度等測量。比如自動火焰切割機的電容式火焰高度自控儀（這里的應用是非接觸式的，若用電阻式的會受機械結構、溫度環境限制）、電容式人體感應開關、電容式濕度測量儀、用壓力電阻做的電子稱、測溫儀等等。

　　電阻式濕度傳感器響應速度快、體積小，線性度好，較穩定，靈敏度高，產品的互換性差;電容式濕度傳感器響應速度快，濕度的滯后量小，產品互換性好，靈敏度高，便于制造，容易實現小型化和集成化，精度較電阻式濕度傳感器低。所以這兩者各有其優缺點，應根據需求來選擇。