131 1300 0010
濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化這一原理而制成的。工業(yè)上流行的濕敏電阻主要有氯化鋰濕敏電阻，有機(jī)高分子膜濕敏電阻。工業(yè)上流行的濕敏電阻主要有1、半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件；2、氯化鋰濕敏電阻；3、有機(jī)高分子膜濕敏電阻 。
濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度 。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比 。
濕敏電阻式傳感器主要由感濕層3、電極4和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的絕緣基片2組成，如圖1所示。感濕層在吸收了環(huán)境中的水分后引起兩電極間電阻值的變化，這樣就將相對(duì)濕度的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化。
濕敏電阻結(jié)構(gòu)示意圖
濕敏電阻只能用交流的，直流會(huì)導(dǎo)致濕敏失效，因?yàn)橹绷鞯碾妶?chǎng)會(huì)導(dǎo)致高分子材料中的帶電粒子偏向兩極，一定時(shí)間以后濕敏電阻就會(huì)失效。所以必須用交流維持其動(dòng)態(tài)平衡，這也是為什么測(cè)濕敏電阻阻值要用電橋而不能用普通萬(wàn)用表的原因。
水分子是極性分子，在直流電場(chǎng)中會(huì)分解為H2及O2，影響測(cè)量，并且在濕度傳感器中存在導(dǎo)電離子，在高濕情況下，如采用直流電會(huì)漂移，造成電導(dǎo)率漂移，影響傳感器的使用壽命。可采用RC充放電，計(jì)時(shí)方式，有些芯片有RFC功能，亦可使用，或用IC直接產(chǎn)生1KHZ方波，疊加在采樣電阻與濕度傳感器之上，通過(guò)AD，在正周期內(nèi)測(cè)量分壓亦可。或采用模擬電路，通過(guò)對(duì)數(shù)運(yùn)算進(jìn)行R/V轉(zhuǎn)換，再AD采樣。
濕敏電阻器廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)、空調(diào)器、錄像機(jī)、微波爐等家用電器及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等方面作濕度檢測(cè)、濕度控制用。如圖所示，是濕度檢測(cè)器電路原理圖。
濕度檢測(cè)器電路原理圖
圖2所示電路中，由555時(shí)基電路、濕度傳感器CH等組成多諧振蕩器，在振蕩器的輸出端接有電容器C2，它將多諧振蕩器輸出的方波信號(hào)變?yōu)槿遣ā．?dāng)相對(duì)濕度變化時(shí)，濕度傳感器CH的電容量將隨著改變，它將使多諧振蕩器輸出的頻率及三角波的幅度都發(fā)生相應(yīng)的變化，輸出的信號(hào)經(jīng)VD1，VD2整流和C4濾波后，可從電壓表上直接讀出與相對(duì)濕度相應(yīng)的指數(shù)來(lái)。Rp電位器用于儀器的調(diào)零。
氯化鋰濕敏電阻
多片電阻組合式氯化鋰濕敏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(jìn)行濕度測(cè)量的傳感器，濕敏元件一般是在絕緣物上浸漬吸濕性物質(zhì)，或者通過(guò)蒸發(fā)、涂覆等工藝制各一層金屬、半導(dǎo)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(guò)程中，水分子分解出的離子H+的傳導(dǎo)狀態(tài)發(fā)生變化，從而使元件的電阻值隨濕度而變化。
氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長(zhǎng)多項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn)，氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產(chǎn)和研究的歷史，有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法，都應(yīng)用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點(diǎn)尤其是穩(wěn)定性最強(qiáng)，氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料，在眾多的感濕材料之中，首先被人們所注意并應(yīng)用于制造濕敏器件，氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當(dāng)量電導(dǎo)隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實(shí)現(xiàn)感濕。
氯化鋰感濕基片的結(jié)構(gòu)為選用絕緣材料的襯底，在上方制作一對(duì)金屬電極，涂覆一層電解質(zhì)溶液感濕膜，氯化鋰是典型的離子晶體，屬于非親合型電解質(zhì)，氯化鋰溶液中，Li+對(duì)極性水分子的吸引力極強(qiáng)，離子水分程度最高。氯化鋰感濕膜由氯化鋰和聚乙烯醇混合制作，其主要特性：
（1） 是可在120度高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作，這一點(diǎn)是其他高分子電容是濕度傳感器不可比擬的；
（2）氯化鋰濕敏元件線性測(cè)濕量程較窄大約在20%RH左右，在該測(cè)量范圍內(nèi)，其線性誤差小于2%RH。所以，在全范圍濕度測(cè)量環(huán)境中要想達(dá)到高精度的濕度測(cè)量，目前普遍采用的單片濕敏元件測(cè)量方法就很難實(shí)現(xiàn)了。
有機(jī)高分子膜濕敏電阻
濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。
電子式濕敏傳感器的準(zhǔn)確度可達(dá)2-3%RH，這比干濕球測(cè)濕精度高。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。這方面沒(méi)有干濕球測(cè)濕方法好。
