原理
濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。
濕敏電阻的特點是在基片上複蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，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。當環境濕度發生改變時，濕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濕度成正比。
電子式濕敏傳感器的準确度可達2-3%RH，這比幹濕球測濕精度高。
濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩定性。這方面沒有幹濕球測濕方法好。下面對各種濕度傳感器進行簡單的介紹。
1、氯化锂濕度傳感器
（1）電阻式氯化锂濕度計
第一個基于電阻-濕度特性原理的氯化锂電濕敏元件是美國标準局的F.W.Dunmore研制出來的。這種元件具有較高的精度，同時結構簡單、價廉，适用于常溫常濕的測控等一系列優點。
氯化锂元件的測量範圍與濕敏層的氯化锂濃度及其它成分有關。單個元件的有效感濕範圍一般在20%RH 以内。例如0.05%的濃度對應的感濕範圍約為（80～100）%RH ，0.2%的濃度對應範圍是（60～80）%RH 等。由此可見，要測量較寬的濕度範圍時，必須把不同濃度的元件組合在一起使用。可用于全量程測量的濕度計組合的元件數一般為5個，采用元件組合法的氯化锂濕度計可測範圍通常為（15～100）%RH，國外有些産品聲稱其測量範圍可達（2 ～100）%RH 。
（2）露點式氯化锂濕度計
露點式氯化锂濕度計是由美國的 Forboro 公司首先研制出來的，其後我國和許多國家都做了大量的研究工作。這種濕度計和上述電阻式氯化锂濕度計形式相似，但工作原理卻完全不同。簡而言之，它是利用氯化锂飽和水溶液的飽和水汽壓随溫度變化而進行工作的。
2、碳濕敏元件
碳濕敏元件是美國的 E.K.Carver 和 C.W.Breasefield 于1942年首先提出來的，與常用的毛發、腸衣和氯化锂等探空元件相比，碳濕敏元件具有響應速度快、重複性好、無沖蝕效應和滞後環窄等優點，因之令人矚目。我國氣象部門于70年代初開展碳濕敏元件的研制，并取得了積極的成果，其測量不确定度不超過±5%RH ，時間常數在正溫時為2～3s，滞差一般在7%左右，比阻穩定性亦較好。
3、氧化鋁濕度計
氧化鋁傳感器的突出優點是，體積可以非常小（例如用于探空儀的濕敏元件僅90μm厚、12mg重），靈敏度高（測量下限達-110℃露點），響應速度快（一般在 0.3s 到 3s 之間），測量信号直接以電參量的形式輸出，大大簡化了數據處理程序，等等。另外，它還适用于測量液體中的水分。如上特點正是工業和氣象中的某些測量領域所希望的。因此它被認為是進行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。也正是因為這些特點使人們對這種方法産生濃厚的興趣。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業人員為改進傳感器的性能進行了不懈的努力，但是在探索生産質量穩定的産品的工藝條件，以及提高性能穩定性等與實用有關的重要問題.
上始終未能取得重大的突破。因此，到目前為止，傳感器通常隻能在特定的條件和有限的範圍内使用。近年來，這種方法在工業中的低霜點測量方面開始嶄露頭角。
4、陶瓷濕度傳感器
在濕度測量領域中，對于低濕和高濕及其在低溫和高溫條件下的測量，到目前為止仍然是一個薄弱環節，而其中又以高溫條件下的濕度測量技術最為落後。以往，通風幹濕球濕度計幾乎是在這個溫度條件下可以使用的唯一方法，而該法在實際使用中亦存在種種問題，無法令人滿意。另一方面，科學技術的進展，要求在高溫下測量濕度的場合越來越多，例如水泥、金屬冶煉、食品加工等涉及工藝條件和質量控制的許多工業過程的濕度測量與控制。因此，自60年代起，許多國家開始竟相研制适用于高溫條件下進行測量的濕度傳感器。 考慮到傳感器的使用條件，人們很自然地把探索方向着眼于既具有吸水性又能耐高溫的某些無機物上。實踐已經證明，陶瓷元件不僅具有濕敏特性，而且還可以作為感溫元件和氣敏元件。這些特性使它極有可能成為一種有發展前途的多功能傳感器。寺日、福島、新田等人在這方面已經邁出了頗為成功的一步。他們于 1980 年研制成稱之為“濕瓷 - Ⅱ型”和“濕瓷 - Ⅲ型”的多功能傳感器。前者可測控溫度和濕度，主要用于空調，後者可用來測量濕度和諸如酒精等多種有機蒸氣，主要用于食品加工方面。
以上幾種是應用較多的幾種類型傳感器，另外還有其他根據不同原理而研制的濕度傳感器，這裡就不一一介紹了。
時漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸，所以不能密封。這就決定了它的穩定性和壽命是有限的。一般情況下，生産廠商會标明1次标定的有效使用時間為1年或2年，到期負責重新标定。請使用者在選擇傳感器時考慮好日後重新标定的渠道，不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售後服務問屬。
溫漂在上1節已經提到。選擇濕度傳感器要考慮應用場合的溫度變化範圍，看所選傳感器在指定溫度下能否正常工作，溫漂是否超出設計指标。要提醒使用者注意的是：電容式濕度傳感器的溫度系數α是個變量，它随使用溫度、濕度範圍而異。這是因為水和高分子聚合物的介電系數随溫度的改變是不同步的，而溫度系數α又主要取決于水和感濕材料的介電系數，所以電容式濕敏元件的溫度系數并非常數。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數最小，5-25℃時，中低濕段的溫漂可忽略不計。但在高溫高濕區或負溫高濕區使用時，就一定要考慮溫漂的影響，進行必要的補償或修正。
領域 部門 溫度(℃) 濕度(%RH)
紡織 紡紗廠 23 60
織布廠 18 85
醫藥 制藥廠 10～ 30 50～60
手術室 23～ 26 50～60
輕工 印刷廠 23～ 27 49～51
卷煙廠 21～ 24 55～65
火柴廠 18～22 50
電子 半導體 22 30～45
計算機房 20～30 40～70
通 訊 電纜充氣 -10～30 0～20
食 品 啤酒發酵 4～8 50～70
農業 良種培育 15～40 40～75
人工大棚 5～40 40～100
倉儲 水果冷凍 -3～5 80～90
地下菜窖 -3～ -1 70～ 80
文物保管 16～18 50～55
注：在不同領域的使用範圍(%RH/℃)
與傳統測濕方法的關系
早在18世紀人類就發明了幹濕球和毛發濕度計，而電子式濕度傳感器是近幾十年．特别是近20年才迅速發展起來的。新舊事物的交替與人們的觀念轉變很有關系。由于幹濕球、毛發濕度計的價格仍明顯低于濕度傳感器，造成一部分人對電子濕度傳感器價格的不認可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時，總覺得花幾百元錢買一台吸塵器有些不上算，不如花幾元錢買把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統測濕方法在人們的腦海中印象太深了，一些人形成了隻有幹濕球濕度計才是準确的固有概念。有些用戶拿幹濕球濕度計來對比剛購得的濕度傳感器，如發現示值不同，馬上認為濕度傳感器不準。須知幹濕球的準确度隻有5%一7%RH，不但低于電子濕度傳感器，而且還取決于幹球、濕球兩支溫度計本身的精度；濕度計必須處于通風狀态：隻有紗布水套、水質、風速都滿足一定要求時，才能達到規定的準确度。濕度傳感器生産廠在産品出廠前都要采用标準濕度發生器來逐支标定，最常用分流式标準濕度發生器來進行标定。所以希望用戶在需要校準時也采用相同的方法，避免用準确度低的器具去校準或比對精度高的傳感器。
注意事項
濕度傳感器是非密封性的，為保護測量的準确度和穩定性，應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環境中使用。為正确反映欲測空間的濕度，還應避免将傳感器安放在離牆壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應放置多個傳感器。
有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則将影響測量精度．或者傳感器之間相互幹擾，甚至無法工作。使用時應技要求提供合适的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進行遠距離信号傳輸時，要注意信号的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時，建議選用頻率輸出信号的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性，無論進口或國産的傳感器都需逐支調試标定。大多數在更換濕敏元件後需要重新調試标定，對于測量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
濕度傳感器現在正在被廣泛應用，濕度傳感器能夠很好的監控環境中濕度，在食品保護，環境檢測等方面有着重要的應用，我們在使用濕度傳感器的時候應該充分了解濕度傳感器的結構已經在使用過程中的一些注意事項。
濕度傳感器的形式不是很多，但是不管是什麼樣的濕度傳感器在使用過程中還是要注意以上幾個細節問題，不僅僅是濕度傳感器所有的傳感器在使用過程中都有它的注意事項，我們在使用的時候應該首先閱讀使用說明書已經和廠家咨詢相關的問題，才能更好的使用。
特性
濕敏元件是最簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。
濕敏電阻
濕敏電阻的特點是在基片上複蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，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濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、矽濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優點是靈敏度高，主要缺點是線性度和産品的互換性差。
濕敏電容
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、酷酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時，濕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濕度成正比。濕敏電容的主要優點是靈敏度高、産品互換性好、響應速度快、濕度的滞後量小、便于制造、容易實現小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生産濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生産的SH1100型濕敏電容為例，其測量範圍是（1%～99%）RH，在55%RH時的電容量為180pF（典型值）。當相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化範圍是163pF～202pF。溫度系數為0.04pF/℃，濕度滞後量為±1.5%，響應時間為5s。
除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩定性。
特點
目前，國外生産集成濕度傳感器的主要廠家及典型産品分别為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些産品可分成以下三種類型：
線性電壓輸出式集成濕度傳感器
典型産品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是采用恒壓供電，内置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關系的伏特級電壓信号，響應速度快，重複性好，抗污染能力強。
線性頻率輸出集成濕度傳感器
典型産品為HF3223型。它采用模塊式結構，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時的輸出頻率為8750Hz（型值），當相對濕度從10%變化到95%時，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗幹擾能力強、便于配數字電路或單片機、價格低等優點。
頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器
典型産品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信号輸出端，利用負溫度系數（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當環境溫度變化時，其電阻值也相應改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值。
單片智能化濕度/溫度傳感器
2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、SHT15型智能化濕度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為7.6（mm）×5(mm)×2.5（mm），體積與火柴頭相近。出廠前，每隻傳感器都在溫度室中做過精密标準，标準系數被編成相應的程序存入校準存儲器中，在測量過程中可對相對濕度進行自動校準。它們不僅能準确測量相對溫度，還能測量溫度和露點。測量相對溫度的範圍是0～100%，分辨力達0.03%RH，最高精度為±2%RH。測量溫度的範圍是-40℃～+123.8℃，分辨力為0.01℃。測量露點的精度<±1℃。在測量濕度、溫度時A/D轉換器的位數分别可達12位、14位。利用降低分辨力的方法可以提高測量速率，減小芯片的功耗。SHT11/15的産品互換性好，響應速度快，抗幹擾能力強，不需要外部元件，适配各種單片機，可廣泛用于醫療設備及溫度/濕度調節系統中。
芯片内部包含相對濕度傳感器、溫度傳感器、放大器、14位A/D轉換器、校準存儲器（E2PROM）、易失存儲器（RAM）是、狀态寄存器、循環冗餘校驗碼（CRC）寄存器、二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測電路。其測量原理是首先利用兩隻傳感器分别産生相對濕度、溫度的信号，然後經過放大，分别送至A/D轉換器進行模/數轉換、校準和糾錯，最後通過二線串行接口将相對濕度及溫度的數據送至μC。鑒于SHT11/15輸出的相對濕度讀數值與被測相對濕度呈非線性關系，為獲得相對濕度的準确數據，必須利用μC對讀數值進行非線性補償。此外當環境溫度TA≠+25℃時，還需要對相對濕度傳感器進行溫度補償。
芯片内部有一個加熱器。将狀态寄存器的第2位置“1”時該加熱器接通電源，可使傳感器的溫度大約升高5℃，電源電流亦增加8mA(采用+5V電源)。使用加熱器可實現以下三種功能：①通過比較加熱前後測出的相對濕度值及溫度值，可确定傳感器是否正常工作；②在潮濕環境下使用加熱器，可避免傳感器凝露；③測量露點時也需要使用加熱器。
露點也是濕度測量中的一個重要參數，它表示在水汽冷卻過程中最初發生結露的溫度。為了計算露點，Sensirion公司還向用戶提供一個測量露點的程序“SHT xdp.bsx”。利用該程序可以控制内部加熱器的通、斷，再根據所測得的溫度值及相對濕度值計算出露點。在命令響應界面上運行此程序時，計算機屏幕上就顯示提示符“>”。用戶首先從鍵盤上輸入字母“S”，然後輸入相應的數字，即可獲得下述結果：
輸入數字“1”時，測量并顯示出攝氏溫度dgC=xx.x；
輸入數字“2”時，測量并顯示出相對濕度%RH=xx.x；
輸入數字“3”時，打開加熱器，使傳感器溫度升高5℃；
輸入數字“4”時，關閉加熱器，使傳感器降溫；
輸入數字“5”時，顯示露點溫度dpC=xx.x。
技術指标
集成濕度傳感器的測量範圍一般可達到0～100%。但有的廠家為保證精度指标而将測量範圍限制為10%～95%。設計+3.3V低壓供電的濕度/溫度測試系統時，可選用SHT11、SHT15傳感器。這種傳感器在測量階段的工作電流為550μA，平均工作電流為28μA（12位）或2μA（8位）。上電時默認為休眠模式（Sleep Mode），電源電流僅為0.3μA（典型值）。測量完畢隻要沒有新的命令，就自動返回休眠模式，能使芯片功耗降至最低。此外，它們還具有低電壓檢測功能。當電源電壓低于+2.45V±0.1V時，狀态寄存器的第6位立即更新，使芯片不工作，從而起到了保護作用。
封裝方法
濕度傳感器由于其工作原理的限制,必須采取非密封封裝形式,即要求封裝管殼留有和外界連通的接觸孔或者接觸窗,讓濕敏芯片感濕部分和空氣中的濕汽能夠很好的接觸。同時,為了防止濕敏芯片被空氣中的灰塵或雜質污染,需要采取一些保護措施。目前,主要手段是使用金屬防塵罩或者聚合物多孔膜進行保護。下面介紹幾種濕度傳感器的不同封裝形式
。
1.晶體管外殼(TO)封裝
封裝結構示意圖見圖1;目前,用TO型封裝技術封裝濕敏元件是一種比較常見的方法。TO型封裝技術有金屬封裝和塑料封裝兩種。金屬封裝先将濕敏芯片固定在外殼底座的中心,可以采用環氧樹脂粘接固化法;然後在濕敏芯片的焊區與接線柱用熱壓焊機或者超聲焊機将Au絲或其他金屬絲連接起來;最後将管帽套在底座周圍的凸緣上,利用電阻熔焊法或環形平行焊法将管帽與底座邊緣焊牢。金屬管帽的頂端或者側面開有小孔或小窗,以便濕敏芯片和空氣能夠接觸。根據不同濕敏芯片和性能要求,可以考慮加一層金屬防塵罩,以延長濕度傳感器的使用壽命
。
2.單列直插封裝(SIP)封裝
單列直插封裝(SIP)也常用來封裝濕度傳感器。濕敏芯片的輸出引腳數一般隻有數個,因而可以将基闆上的I/O引腳引向一邊,用鍍Ni、鍍Ag或者鍍Pb-Sn的“卡式”引線(基材多為Kovar合金)卡在基闆的I/O焊區上,将卡式引線浸入熔化的Pb-Sn槽中進行再流焊,将焊點焊牢。根據需要,卡式引線的節距有2.54 mm和1.27 mm兩種,平時引線均連成帶狀,焊接後再剪成單個卡式引線。通常還要對組裝好元器件的基闆進行塗複保護,最簡單的是浸漬一層環氧樹脂,然後固化。最後塑封保護,整修毛刺,完成封裝
。
單列直插封裝的插座占基闆面積小,插取自如,SIP工藝簡便易行,适于多品種,小批量生産,且便于逐個引線的更換和返修
。
3.小外形封裝(SOP)
小外形封裝(SOP)法是另一種封裝濕度傳感器的方法。SOP是從雙列直插封裝(DIP)變形發展而來的,它将DIP的直插引腳向外彎曲成90°,變成了适于表面組裝技術(SMT)的封裝。SOP基本全部是塑料封裝,其封裝工藝為:先将濕敏芯片用導電膠或環氧樹脂粘接在引線框架上,經樹脂固化,使濕敏芯片固定,再将濕敏芯片上的焊區與引線框架引腳的鍵合區用引線鍵合法連接。然後放入塑料模具中進行膜塑封裝,出模後經切筋整修,去除塑封毛刺,對框架外引腳打彎成型。塑料外殼表面開有與空氣接觸的小窗,并貼上空氣過濾薄膜,阻擋灰塵等雜質,從而保護濕敏芯片。相較于TO和SIP兩種封裝形式,SOP封裝外形尺寸要小的多,重量比較輕。SOP封裝的濕度傳感器長期穩定性很好,漂移小,成本低,容易使用。同時适合SMT,是一種比較優良的封裝方法
。
4.其它封裝形式
外部支撐框架是由高分子化合物形成,用預先設計的模子澆鑄而成,其設計充分考慮了空間結構,保證濕敏芯片和空氣能充分接觸。濕敏芯片沿着滑道直接插入外框架,然後固定。從外框架另一端插入外引線,與濕敏芯片的焊區相接(也可以懸空),然後用導電膠熱固法将濕敏芯片和外引線連接起來。最後,外框架的正反兩面都貼上空氣過濾薄膜。過濾薄膜由聚四氟乙烯制成的多孔膜,能夠允許空氣滲透進入傳感器而能阻擋灰塵和水滴
。
這種濕度傳感器的封裝有别于傳統的濕度傳感器封裝,它不采用傳統的引線鍵合的方法連接外引線和濕敏芯片,而是直接将濕敏芯片外引線連接,從而避免了因為内引線的原因而導緻的失效問題。同時,它的封裝體積較小,傳感器性能穩定,能夠長時間工作。不過,它對外框架制作要求較高,工藝相對比較複雜
。
5.濕度傳感器和其它傳感器混合封裝
很多時候,濕度傳感器并不是單獨封裝的,而是和溫度傳感器、風速傳感器或壓力傳感器等其它傳感器以及後端處理電路集成混合封裝,以滿足相應的功能需求。其封裝工藝為:先将濕敏芯片用導電膠或環氧樹脂粘接在基闆上,經樹脂固化,使濕敏芯片固定。再将濕敏芯片上的焊區與基闆鍵合區用引線鍵合法連接。然後封蓋外殼(材料可選擇水晶聚合物)。外殼的表面開有與空氣接觸的小窗,使濕度敏感元件和溫度敏感元件芯片和空氣充分接觸,而其他部分與空氣隔離,密封保護。小窗貼有空氣過濾薄膜,以防止雜質的沾污
。
LCC封裝由于沒有引腳,所以寄生電容和寄生電感均較小。同時它還具有電性能和熱性能優良,封裝體積小,适合SMT等優點
。
标準目錄
GB-T15768-1995電容式濕敏元件與濕度傳感器總規範
GBT 11605-2005 濕度測量方法
JJF 1012-1987常用濕度計量名詞術語
JJF 1076-2001濕度傳感器校準規範
JJF 1101-2003環境試驗設備溫度濕度校準規範
JJG 205-2005機械式溫濕度計檢定規程
JJG 499-2004精密露點儀檢定規程
JJG 500-2005電解法濕度儀檢定規程
JJG 826-1993 二級标準分流式濕度發生器
JJG 899-1995石油低含水率分析儀檢定方法
安裝方法
1.壁挂式安裝方式1
2.壁挂式安裝方式2
3.風道式安裝方式1
4.風道式安裝方式2
5.風道式安裝方式3
6.三通式管道安裝方式
1
7.三通式管道安裝方式2
濕度傳感器性能判斷方法
在濕度傳感器實際标定困難的情況下，可以通過一些簡便的方法進行濕度傳感器性能判斷與檢查。
1、一緻性判定，同一類型，同一廠家的濕度傳感器産品最好一次購買兩支以上，越多越說明問題，放在一起通電比較檢測輸出值，在相對穩定的條件下，觀察測試的一緻性。若進一步檢測，可在24h内間隔一段時間記錄，一天内一般都有高、中、低3種濕度和溫度情況，可以較全面地觀察産品的一緻性和穩定性，包括溫度補償特性。
2、用嘴呵氣或利用其它加濕手段對傳感器加濕，觀察其靈敏度、重複性、升濕脫濕性能，以及分辨率，産品的最高量程等。
3、對産品作開盒和關盒兩種情況的測試。比較是否一緻，觀察其熱效應情況。
4、對産品在高溫狀态和低溫狀态（根據說明書标準）進行測試，并恢複到正常狀态下檢測和實驗前的記錄作比較，考查産品的溫度适應性，并觀察産品的一緻性情況。
産品的性能最終要依據質檢部門正規完備的檢測手段。利用飽和鹽溶液作标定，也可使用名牌産品作比對檢測，産品還應進行長期使用過程中的長期标定才能較全面地判斷濕度傳感器的質量。
用途
1、濕度傳感器的用途
濕度傳感器用于濕度測量，基于濕度定義有很多表示方法，本文将濕度傳感器定義為測量環境相對濕度的電子式敏感元件/器件。
2、濕度傳感器的分類
碳膜濕度傳感器
金屬氧化物陶瓷式濕度傳感器
電解質濕度傳感器——氯化锂濕敏電阻
高分子濕度傳感器——高分子濕敏電阻
高分子濕度傳感器——高分子濕敏電容(流行)
紅外濕度傳感器
微波濕度傳感器
超聲波濕度傳感器
等等
品牌信息
寶力馬、施奈德、西門子、三菱、松下、德國德國HLP、日本神榮、法國Humirel、韓國Syhitech、美國Honeywell
發展前景
咨詢公司INTECHNOCONSULTING的傳感器市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。調查顯示，東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區。就世界範圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。
一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規模最大，分别占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年複合年增長率預計會超過25%。
目前，全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出，傳感器領域的主要技術将在現有基礎上予以延伸和提高，各國将競相加速新一代傳感器的開發和産業化，競争也将日益激烈。新技術的發展将重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場份額的擴大。 濕度傳感
1.壁挂式安裝方式1
2.壁挂式安裝方式2
3.風道式安裝方式14.風道式安裝方式25.風道式安裝方式36.三通式管道安裝方式1
7.三通式管道安裝方式2
市場分析
國内市場上出現了不少國内外濕度傳感器産品，電容式濕敏元件較為多見，感濕材料種類主要為高分子聚合物，氯化锂和金屬氧化物。 電容式濕敏元件的優點在于響應速度快、體積小、線性度好、較穩定，國外有些産品還具備高溫工作性能。但是達到上述性能的産品多為國外名牌，價格都較昂貴。市場上出售的一些電容式濕敏元件低價産品，往往達不到上述水平，線性度、一緻性和重複性都不甚理想，30%RH以下，80%RH以上感濕段變形嚴重。有些産品采用單片機補償修正，使濕度出現"階躍"性的跳躍，使精度降低，出現一緻性差、線性差的缺點。無論高檔次或低檔次的電容式濕敏元件，長期穩定性都不理想，多數長期使用漂移嚴重，濕敏電容容值變化為pF級，1%RH的變化不足0.5pF，容值的漂移改變往往引起幾十RH%的誤差，大多數電容式濕敏元件不具備40℃以上溫度下工作的性能，往往失效和損壞。
電容式濕敏元件抗腐蝕能力也較欠缺，往往對環境的潔淨度要求較高，有的産品還存在光照失效、靜電失效等現象，金屬氧化物為陶瓷濕敏電阻，具有濕敏電容相同的優點，但塵埃環境下，陶瓷細孔被封堵元件就會失效，往往采用通電除塵的方法來處理，但效果不夠理想，且在易燃易爆環境下不能使用，氧化鋁感濕材料無法克服其表面結構"天然老化"的弱點，阻抗不穩定，金屬氧物陶瓷濕敏電阻也同樣存在長期穩定性差的弱點。 氯化锂濕敏電阻，具有最突出的優點是長期穩定性極強，因此通過嚴格的工藝制作，制成的儀表和傳感器産品可以達到較高的精度，穩定性強是産品具備良好的線性度、精密度及一緻性，是長期使用壽命的可靠保證。氯化锂濕敏元件的長期穩定性其它感濕材料尚無法取代。
選擇指标
測溫範圍
測溫範圍是傳感器最重要的一個性能指标，每種型号的傳感器都有自己特定的測溫範圍。因此,用戶的被測溫度範圍一定要考慮準确、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化将超過由發射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應盡量選用短波較好。
目标尺寸
紅外溫度傳感器根據原理可分為單色溫度傳感器和雙色溫度傳感器。對于單色溫度傳感器,在進行測溫時,被測目标面積應充滿傳感器視場。建議被測目标尺寸超過視場大小的50%為好。如果目标尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入傳感器的視聲符支幹擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目标大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區域外面的背景影響。
雙色溫度傳感器是由兩個獨立的波長帶内輻射能量的比值來确定的。因此當被測目标很小,沒有充滿現場,測量通路上存在煙霧、塵埃、阻擋對輻射能量有衰減時,都不會對測量結果産生影響，有的甚至在能量衰減了95%的情況下,仍能保證要求的測溫精度。對于目标細小,又處于運動或振動之中的目标;有時在視場内運動,或可能部分移出視場的目标,在此條件下,使用雙色溫度傳感器是最佳選擇。如果測溫儀和目标之間不可能直接瞄準,測量通道彎曲、狹小、受阻等情況下,雙色光纖溫度傳感器是最佳選擇。這是由于其直徑小,有柔性,可以在彎曲、阻擋和折疊的通道上傳輸光輻射能量,因此可以測量難以接近、條件惡劣或靠近電磁場的目标。
光學分辨率
光學分辨率由D與S之比确定,是傳感器到目标之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果傳感器由于環境條件限制必須安裝在遠離目标之處,而又要測量小的目标,就應選擇高光學分辨率的傳感器。光學分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。
波長範圍
目标材料的發射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長。對于高反射率合金材料,有低的或變化的發射率。在高溫區,測量金屬材料的最佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃内部溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃内部溫度選用5.0μm波長;測低區區選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的N02用4.47μm波長。
響應時間
響應時間表示紅外溫度傳感器對被測溫度變化的反應速度，定義為到達最後讀數的95%能量所需要時間，它與光電探測器、信号處理電路及顯示系統的時間常數有關。新型紅外溫度傳感器響應時間可達1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多。如果目标的運動速度很快或測量快速加熱的目标時，要選用快速響應紅外溫度傳感器，否則達不到足夠的信号響應,會降低測量精度。然而，并不是所有應用都要求快速響應的紅外溫度傳感器。對于靜止的或目标熱過程存在熱慣性時，測溫儀的響應時間就可以放寬要求了。因此,紅外溫度傳感器響應時間的選擇要和被測目标的情況相适應。
信号處理
測量離散過程(如零件生産)和連續過程不同，要求紅外溫度傳感器有信号處理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如測溫傳送帶上的玻璃時，就要用峰值保持，其溫度的輸出信号傳送至控制器内。
環境條件
溫度傳感器所處的環境條件對測量結果有很大影響,應加以考慮、并适當解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下，可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環境影響并保護測溫儀，實現準确測溫。在确定附件時，應盡可能要求标準化服務，以降低安裝成本。調查煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信号，雙色溫度傳感器是最佳選擇。在噪聲、電磁場、震動或難以接近環境條件下，或其他惡劣條件下，光纖雙色溫度傳感器是最佳選擇。
