溼敏電阻注意事項_溼敏電阻與溼敏電容的區別

2020-12-01 電子發燒友

溼敏電阻注意事項_溼敏電阻與溼敏電容的區別

網絡整理 發表於 2019-11-26 11:30:23

　　溼敏電阻注意事項

　　（1）電源選擇

　　溼敏電阻必須工作於交流迴路中，若用直流供電，會引起多孔陶瓷表面結構改變，溼敏特性變劣。採用交流電源頻率過高，將由於元件的附加容抗而影響測溼靈敏度和準確性，因此應以不產生正、負離子積聚為原則，使電源頻率儘可能低。對離子導電型溼敏元件，電源頻率應大於50Hz，一般以1000Hz為宜。對電子導電型，電源頻率應低於50Hz。

　　（2）線性化

　　一般溼敏元件的特性均為非線性，為便於測量，應將其線性化。

　　（3）溫度補償

　　通常氧化物半導體陶瓷溼敏電阻溼度溫度係數為0.1～0.3，故在測溼精度要求高的情況下必須進行溫度補償。

　　（4）測溼範圍

　　電阻式溼敏元件在溫度超過95％RH時，溼敏膜因溼潤溶解，厚度會發生變化，若反覆結露與潮解，特性會變壞而不能復原。電容式傳感器在80％RH以上高溼及100％RH以上結露或潮解狀態下，也難以檢測。另外，切勿將溼敏電容直接浸入水中或長期用於結露狀態，也不要用手摸或嘴吹其表面。

　　溼敏電阻與溼敏電容的區別

　　溼敏元件是最簡單的溼度傳感器。溼敏元件主要電阻式、電容式兩大類。溼敏電容溼敏電容一般是用高分子薄膜電容製成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚醯亞胺、酷酸醋酸纖維等。當環境溼度發生改變時，溼敏電容式傳感器的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對溼度成正比。溼敏電容式傳感器的主要優點是靈敏度高、產品互換性好、響應速度快、溼度的滯後量小、便於製造、容易實現小型化和集成化，其精度一般比溼敏電阻要低一些。

　　溼敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感溼材料製成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感溼膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量溼度。溼敏電容一般是用高分子薄膜電容製成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚醯亞胺、酪酸醋酸纖維等。

　　當環境溼度發生改變時，溼敏電容的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對溼度成正比。溼敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特溼敏電阻、矽溼敏電阻、陶瓷溼敏電阻等。溼敏電阻的優點是靈敏度高，主要缺點是線性度和產品的互換性差。除電阻式、電容式溼敏傳感器元件之外，還有電解質離子型溼敏元件、重量型溼敏元件（利用感溼膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型溼敏元件、聲表面波溼敏元件等。溼敏元件的線性度及抗汙染性差，在檢測環境溼度時，溼敏元件要長期暴露在待測環境中，很容易被汙染而影響其測量精度及長期穩定性。

　　溼敏電阻只能用交流的，直流會導致溼敏失效，因為直流的電場會導致高分子材料中的帶電粒子偏向兩極，一定時間以後溼敏電阻就會失效。所以必須用交流維持其動態平衡，這也是為什麼測溼敏電阻阻值要用電橋而不能用普通萬用表的原因。

　　水分子是極性分子，在直流電場中會分解為H2及O2，影響測量，並且在溼度傳感器中存在導電離子，在高溼情況下，如採用直流電會漂移，造成電導率漂移，影響傳感器的使用壽命。可採用RC充放電，計時方式，有些晶片有RFC功能，亦可使用，或用IC直接產生1KHZ方波，疊加在採樣電阻與溼度傳感器之上，通過AD，在正周期內測量分壓亦可。或採用模擬電路，通過對數運算進行R/V轉換，再AD採樣。溼敏電阻的應用：溼敏電阻器廣泛應用於洗衣機、空調器、錄像機、微波爐等家用電器及工業、農業等方面作溼度檢測、溼度控制用。

　　而目前溼敏電容常規的生產方法有兩種：一是將信號引出的焊盤製作在基底材料上，多孔電極製作在高分子溼敏薄膜上，形成串聯的兩個電容，這樣一是增大了元件的尺寸，另一方面同一尺寸下減小了容值，降低了靈敏度。後期改型設計是採用兩次金屬成膜的方法，在多孔透氣的金屬薄膜和與下電極同時製作的焊盤間再沉積上一層較厚的金屬膜層，將透氣金屬薄膜與焊盤連接，這樣保證元件的尺寸不增加的情況下靈敏度提高，但是透氣金屬薄膜的厚度只能在幾十納米，工藝可控制性不好，而且該層不能對敏感材料層有效保護，容易劃傷，後續應用較為不方便，導致這種電容式高分子溼度傳感器可靠性差。

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