【精品资料】湿度传感器的发展趋势研究分析

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1、湿度传感器的发展趋势研究分析近年来，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i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i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卞变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、

2、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主耍缺点是线性度和产胡的互换性差。1・2湿敏电容湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发牛变化，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、产殆互换性好、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。国外主产湿敏电容的主厂家冇Humire1公司、Philips公司、Siemens公司等。以llumi

3、rel公司生产的SII1100型湿敏电容为例，莫测量范I韦I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〜202pFo温度系数为0.04pF/°C,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Z外，述冇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來改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性羞，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

4、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(IIM1500.HM1520、HF3223、HTF3223型),Sensiron公司(SHT11、SHT15型)。这些产胡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熨产品有111113605/3610.11M1500/1520。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

5、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(型值),当上对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便丁•配数字电路或单片机、价格低等优点。2.3频率/温度输出式集成湿度传感器典熨产品为HTF3223型。它除具有11F3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用负温度系数(NTC)热敬电阻作为温

6、度传感器。当环境温度变化时，其电阻值也相应改变并且从NTC端引出，配上二次仪表即可测量出温度值。3单片智能化温度/温度传感器2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、SHT15型智能化温度/温度传感器，其外形尺寸仅为7.6(mm)X5(mm)X2.5(mm),体积与火柴头相近。出厂前，每只传感器都在温度室屮做过楮密标准，标准系数被编成相应的程序存入校准存储器中，在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的范围是0〜100%,分辨力达0・03%

7、RH,最高精度为土2%RHo测量温度的范围是-40°C〜+123.8°C,分辨力为0.01°Co测量露点的精度＜±1°CO在测量湿度、温度时A/D转换器的位数分别可达12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高测量速率，减小芯片的功耗。SUT11/15的产品互换性好，响应速度快，抗T•扰能力强，不需要外部元件，适配各种单片机，可广泛用丁•医疗设备及温度/湿度调节系统中。芯片内部包含相对湿度传感器、温度传感器、放人器、14位A/D转换器、校准存储器（E2PROM）、易失存储器（RAM）是、状态寄存器、循环冗余校验码（C

8、RC）寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器及低电压检测电路。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的信号,然后经过放大，分别送至A/D转换器进行模/数转换、校准和纠错，最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至HC。鉴于SHT11/15输出的相对湿度读数值与被测相対湿度呈菲线性关系，为获得相対湿度的准确数据,必须利用UC对读