第6讲 湿度传感器原理及应用.ppt

湿度传感器 第6讲 半导体湿度传感器 应用: 半导体净化车间 应用: 温室 应用: 气象 应用: 文物保护: 敦煌 应用: 健康 6.1 湿度定义：饱和蒸汽压 6.1 湿度定义：绝对湿度 6.1 湿度定义:相对湿度 6.1 湿度定义: 换算 6.1 湿度定义： 换算 6.1 湿度定义 结露 6.1 湿度定义 露点 毛发湿度计 干湿球湿度计 露点湿度计 电容型湿度传感器结构 电容型湿度传感器结构 湿度传感器 电容型湿度传感器 湿度传感器 电容型参数 湿度传感器 电阻型 湿度传感器 电阻型参数 陶瓷型湿度传感器 陶瓷型湿度传感器结构:薄膜型 陶瓷型湿度传感器结构:体型 MOSFET湿敏器件 基片 梳状电极 引线 感湿膜 * 什么是湿度:空气中水蒸气含量多少的物理量 与我们密切相关： 农业:大棚, 蘑菇 工业: 电子工艺, 纺织 物资存储:粮食,文物图书 生活：舒适 40％－ 70％ 健康：干燥 呼吸道疾病 潮湿 关节炎 玉山 玉山 7381 40 4245 30 101325 100 19934 60 2338 20 1227 10 611 0 256 -10 103 -20 水饱和蒸汽压(pa) 温度℃ 106 105 104 103 102 101 -20 0 20 40 60 80 100 温度/℃ 水饱和蒸汽压(pa) 绝对湿度（Absolute?humidity）????单位体积（1m3）的气体中含有水蒸气的质量（g）。???单位∶AH=g/m3 绝对湿度也可以用温度与水蒸气分压表示 （Relative?humidity） 气体中的绝对湿度Pv与该温度气体饱和状态的绝对湿度Ps之比????表示∶RH=Pv/Ps×100% ? 根据气体定律, 水蒸气的质量正比于水蒸气分压 所以， ?气体中的水蒸气分压（e）与该温度气体饱和水蒸气压（ｅs）的比，用百分比表示。????表示∶RH=e/es×100% 相对湿度最常用。 已知温度，RH和AH可以互相换算 例如：20 ℃, RH=60%.求AH 20 ℃的饱和蒸汽压为2338pa, 水蒸气分压为2338*60%=1400pa 相当于大气压：1400/101325=0.0138（20 ℃ ） 相当于大气压：0.0138*273/（273+20）＝0.0108（0℃ ） 1m3的水蒸气摩尔数：0.0108*1/0.0224*=0.48 1m3的水蒸气质量：0.48*18＝8.64（g) 答案： AH=8.64g/m3 依据 PV=RT 例如：30 ℃,水蒸汽分压为2000pa,求 RH,AH (1)RH=2000/4245=47% 很舒适 (2)AH 0℃ 分压: 2000*273/（273+30）＝1800Pa 大气压: 1800/105＝0.018 1m3的的水蒸气质量：0.75*18＝13.5（g) 答案： AH=13.5g/m3 1m3的摩尔数：0.018/0.024＝0.75 mol 106 105 104 103 102 101 -20 0 20 40 60 80 100 温度/℃ 水饱和蒸汽压(pa) 如果绝对湿度不变: 则温度增加 RH减小 温度降低 RH增加 右图的例子: 30 ℃, RH=50% 到10 ℃左右结露, 若升高到60 ℃,RH降到10% 例如：30 ℃,水蒸汽分压为2000,求 露点 由图求出,露点约为20 ℃ 水蒸汽压: 0.3*4245=1330 例如：30 ℃,RH=30% ,求 露点 由图求出, 露点约为10 ℃ 将温度为T1 的气体冷却,开始结露的温度T2 显然,温度T1 时的水蒸汽压=温度T2的饱和水蒸汽压 主要参数 1．湿度量程 2．相对湿度特性曲线 3．灵敏度 4．温度系数 响应时间 湿滞迴线 7. 电压特性 8. 频率特性 其他： 精度，温度范围，稳定性，寿命 湿度量程 湿度测量的全量程为0％～100％RH。 但对一种具体的传感器一般是无法覆盖全量程的，所以湿度传感器的标称量称越大，使用的价值就越大。 木材干燥 0-40% 空调 30-70% 气象 0-100% 相对湿度特性曲线 0