《传感器技术及应用》-4.项目四 湿敏电阻测量浴室湿度

知识目标：1.掌握湿度的表示方法和湿度传感器的主要特性；2.熟悉半导体陶瓷湿度传感器、有机高分子湿度传感器的基本结构；能力目标：能够识别湿敏传感器；能够安装及使用湿敏传感器测量湿度。3

湿度的表示方法

湿度是指大气中水蒸气的含量，是表明大气的干燥程度的物理量。

在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥，水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。

湿度分为绝对湿度和相对湿度。4

湿度的概念绝对湿度（absolutehumidity）：在一定的温度和压力下，单位体积的混合气体中所含水蒸气的质量。通常1立方米空气内所含有的水蒸气的克数来表示。相对湿度：表示空气中所含水蒸气密度与同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。露点：降低温度可以使原未饱和的水汽变成饱和状态并产生结露现象，所降低到的这一温度点既是露点。5

自然现象绝对湿度（不变）17g/m3中午傍晚盛夏干燥！！闷热！！绝对湿度不变，相对湿度变化，人体感觉不同。6露点传感器外形

2026/3/27湿度传感器依据使用材料分类金属氧化物陶瓷湿敏电阻一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成。氯化锂电解质湿敏电阻以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。氯化锂极易潮解，并产生例子导电，随湿度升高而电阻减小。高分子型湿敏电阻先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极，通过浸渍或涂覆，使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。有机高分子的材料种类很多，工作原理也各不相同。陶瓷湿敏电阻利用半导体陶瓷材料制成的陶瓷湿度传感器。具有许多优点：测湿范围宽，可实现全湿范围内的湿度测量；工作温度高，常温湿度传感器的工作温度在150℃以下，而高温湿度传感器的工作温度可达800℃，响应时间较短，精度高，抗污染能力强，工艺简单，成本低廉。

陶瓷湿敏电阻——结构

陶瓷湿敏电阻—主要特性与性能1.电阻—湿度特性：

陶瓷湿敏电阻—主要特性与性能2.电阻—温度特性：

陶瓷湿敏电阻—主要特性与性能3.响应时间：小于10s

陶瓷湿敏电阻—主要特性与性能4.稳定性

高分子湿敏传感器主要利用其吸湿性与胀缩性。1、某些高分子电介质吸湿后，介电常数明显改变，制成了电容式湿度传感器；2、某些高分子电解质吸湿后，电阻明显变化，制成了电阻式湿度传感器；3、利用胀缩性高分子（如树脂）材料和导电粒子，在吸湿后的开关特性，制成了结露传感器。（一）电阻式高分子膜湿度传感器聚苯乙烯磺酸锂电阻式湿度传感器的结构（一）电阻式高分子膜湿度传感器电阻——湿度特性当环境湿度变化时，传感器在吸湿和脱湿两种情况的感湿特性曲线如图。在整个湿度范围内，传感器均有感湿特性，其阻值和相对湿度的关系在单对数坐标纸上近似为一直线。最大误差值为（3~4）%RH。（一）电阻式高分子膜湿度传感器温度特性聚苯乙烯磺酸锂的电导率随温度的变化较为明显，具有负温度系数。（一）电阻式高分子膜湿度传感器其他特性聚苯乙烯磺酸锂湿度传感器的升湿响应时间比较快，降湿响应时间比较慢，响应时间在一分钟之内。湿滞比较小，在（1%~2%）RH之间。这种湿度传感器具有良好的稳定性，存储一年后，其最大变化不超过2%RH，完全可以满足器件稳定性的要求。

高分子薄膜湿度传感器的确定是：对含有机溶媒气体的环境下测湿时，器件已损坏；另外不能用于80℃以上的高温。（二）电容式湿度传感器高分子薄膜电解质电容式湿度传感器的结构（一）电容式湿度传感器感湿机理与性能电容式高分子湿度传感器，其上部多孔质的金电极可使水分子透过，水的介电常数比较大，室温时约为79，感湿高分子材料的介电常数并不大，当水分子被高分子薄膜吸附时，介电常数发生变化，随着环境湿度的提高，高分子薄膜媳妇的水分子增多，因而湿度传感器的电容增加，所以根据电容量的变化可测得相对湿度。湿敏电容传感器湿敏电阻传感器湿敏传感器的检测与电路连接加湿器控制电路湿敏传感器应用电路电子湿度计模块2026/3/2723封装后的外形电子式温湿度计2026/3/2724机械式、电子式温湿度计对比2026/3/2725按水分子亲和力分类湿敏电阻式传感器的类型水分子亲和力型尺寸变化型湿敏电阻式传感器、电解质湿敏电阻式传感器、高分子材料湿敏电阻传感器、金属氧化物薄膜型湿敏