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如何選擇濕度傳感器:
一晓殊、濕度傳感器產(chǎn)品應(yīng)用選型
隨著時(shí)代的發(fā)展断凶,科研、農(nóng)業(yè)巫俺、暖通认烁、紡織、機(jī)房柿癞、航空航天来鸟、電力等工業(yè)部門(mén),越來(lái)越需要采用濕度傳感器哩讶,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越業(yè)越高甲祖,對(duì)環(huán)境溫劈产、濕度的控制以及對(duì)工業(yè)材料水份值的監(jiān)測(cè)與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一。濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測(cè)量屬于90年代興起的行業(yè)瞭剧。如何使用好濕度傳感器今搂,如何判斷濕度傳感器的性能,這對(duì)一般用戶來(lái)講盘挠,仍是一件較為復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題饼簸。
二、濕度傳感器的分類(lèi)及感濕特點(diǎn)
濕度傳感器遗挚,分為電阻式和電容式兩種倾皿,產(chǎn)品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜〔空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后惩阶,元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化扣汪,從而制成濕敏元件断楷。
國(guó)內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一,質(zhì)量?jī)r(jià)格都相差較大崭别,用戶如何選擇性能價(jià)格比*的理想產(chǎn)品確有一定難度冬筒,需要在這方面作深入的了解。濕度傳感器具有如下特點(diǎn):
1茅主、精度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性
濕度傳感器的精度應(yīng)達(dá)到±2%~±5%RH舞痰,達(dá)不到這個(gè)水平很難作為計(jì)量器具使用,濕度傳感器要達(dá)到±2%~±3%RH的精度是比較困難的诀姚,通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔凈的氣體中測(cè)量的响牛。在實(shí)際使用中,由于塵土赫段、油污及有害氣體的影響呀打,使用時(shí)間一長(zhǎng),會(huì)產(chǎn)生老化糯笙,精度下降聚磺,濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷,一般說(shuō)來(lái)智谓,長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命是影響濕度傳感器質(zhì)量的頭等問(wèn)題,年漂移量控制在1%RH水平的產(chǎn)品很少圾峭,一般都在±2%左右嚎蛀,甚至更高。
2堤谴、濕度傳感器的溫度系數(shù)
濕敏元件除對(duì)環(huán)境濕度敏感外缰畦,對(duì)溫度亦十分敏感确列,其溫度系數(shù)一般在0.2~0.8%RH/℃范圍內(nèi),而且有的濕敏元件在不同的相對(duì)濕度下肥稠,其溫度系數(shù)又有差別我昵。溫漂非線性,這需要在電路上加溫度補(bǔ)償式玫桅。采用單片機(jī)軟件補(bǔ)償芬角,或無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葌鞲衅魇潜WC不了全溫范圍的精度的,濕度傳感器溫漂曲線的線性化直接影響到補(bǔ)償?shù)男Ч拚瘢蔷€性的溫漂往往補(bǔ)償不出較好的效果彻秆,只有采用硬件溫度跟隨性補(bǔ)償才會(huì)獲得真實(shí)的補(bǔ)償效果。濕度傳感器工作的溫度范圍也是重要參數(shù)结闸。多數(shù)濕敏元件難以在40℃以上正常工作唇兑。
3、濕度傳感器的供電
金屬氧化物陶瓷桦锄,高分子聚合物和氯化鋰等濕敏材料施加直流電壓時(shí)扎附,會(huì)導(dǎo)致性能變化,甚至失效结耀,所以這類(lèi)濕度傳感器不能用直流電壓或有直流成份的交流電壓留夜。必須是交流電供電。
4饼记、互換性
目前香伴,濕度傳感器普遍存在著互換性差的現(xiàn)象,同一型號(hào)的傳感器不能互換具则,嚴(yán)重影響了使用效果即纲,給維修、調(diào)試增加了困難博肋,有些廠家在這方面作出了種種努力低斋,(但互換性仍很差)取得了較好效果。
5刹震、濕度校正
校正濕度要比校正溫度困難得多司逗。溫度標(biāo)定往往用一根標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)即可,而濕度的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)較難實(shí)現(xiàn)环自,干濕球溫度計(jì)和一些常見(jiàn)的指針式濕度計(jì)是不能用來(lái)作標(biāo)定的改佛,精度無(wú)法保證,因其要求環(huán)境條件非常嚴(yán)格辰襟,一般情況遵奇,(在濕度環(huán)境適合的條件下)在缺乏完善的檢定設(shè)備時(shí),通常用簡(jiǎn)單的飽和鹽溶液檢定法,并測(cè)量其溫度杏恍。
三轮昧、對(duì)濕度傳感器性能作初步判斷的幾種方法
在濕度傳感器實(shí)際標(biāo)定困難的情況下,可以通過(guò)一些簡(jiǎn)便的方法進(jìn)行濕度傳感器性能判斷與檢查胆狐。
1熟排、一致性判定,同一類(lèi)型虱而,同一廠家的濕度傳感器產(chǎn)品一次購(gòu)買(mǎi)兩支以上筏餐,越多越說(shuō)明問(wèn)題,放在一起通電比較檢測(cè)輸出值薛窥,在相對(duì)穩(wěn)定的條件下胖烛,觀察測(cè)試的一致性。若進(jìn)一步檢測(cè)诅迷,可在24h內(nèi)間隔一段時(shí)間記錄佩番,一天內(nèi)一般都有高、中罢杉、低3種濕度和溫度情況趟畏,可以較全面地觀察產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性,包括溫度補(bǔ)償特性滩租。
2赋秀、用嘴呵氣或利用其它加濕手段對(duì)傳感器加濕,觀察其靈敏度律想、重復(fù)性猎莲、升濕脫濕性能,以及分辨率霸碰,產(chǎn)品的zui高量程等石阵。
3、對(duì)產(chǎn)品作開(kāi)盒和關(guān)盒兩種情況的測(cè)試匣描。比較是否一致豌楷,觀察其熱效應(yīng)情況。
4桶眠、對(duì)產(chǎn)品在高溫狀態(tài)和低溫狀態(tài)(根據(jù)說(shuō)明書(shū)標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行測(cè)試彭倡,并恢復(fù)到正常狀態(tài)下檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)前的記錄作比較,考查產(chǎn)品的溫度適應(yīng)性沦煤,并觀察產(chǎn)品的一致性情況赴笨。
產(chǎn)品的性能zui終要依據(jù)質(zhì)檢部門(mén)正規(guī)完備的檢測(cè)手段。利用飽和鹽溶液作標(biāo)定寇祈,也可使用產(chǎn)品作比對(duì)檢測(cè)隘勾,產(chǎn)品還應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期使用過(guò)程中的長(zhǎng)期標(biāo)定才能較全面地判斷濕度傳感器的質(zhì)量樊鲁。
四、對(duì)市場(chǎng)上濕度傳感器產(chǎn)品的幾點(diǎn)分析
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)了不少?lài)?guó)內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品捏章,電容式濕敏元件較為多見(jiàn),感濕材料種類(lèi)主要為高分子聚合物川梅,氯化鋰和金屬氧化物疯兼。
電容式濕敏元件的優(yōu)點(diǎn)在于響應(yīng)速度快、體積小贫途、線性度好吧彪、較穩(wěn)定,國(guó)外有些產(chǎn)品還具備高溫工作性能丢早。但是達(dá)到上述性能的產(chǎn)品多為國(guó)外姨裸,價(jià)格都較昂貴。市場(chǎng)上出售的一些電容式濕敏元件低價(jià)產(chǎn)品怨酝,往往達(dá)不到上述水平傀缩,線性度、一致性和重復(fù)性都不甚理想农猬,30%RH以下赡艰,80%RH以上感濕段變形嚴(yán)重。有些產(chǎn)品采用單片機(jī)補(bǔ)償修正斤葱,使?jié)穸瘸霈F(xiàn)"階躍"性的跳躍慷垮,使精度降低,出現(xiàn)一致性差帮廉、線性差的缺點(diǎn)徽榄。無(wú)論次或低檔次的電容式濕敏元件,長(zhǎng)期穩(wěn)定性都不理想闲耿,多數(shù)長(zhǎng)期使用漂移嚴(yán)重胰薪,濕敏電容容值變化為pF級(jí),1%RH的變化不足0.5pF磺瓤,容值的漂移改變往往引起幾十RH%的誤差镐催,大多數(shù)電容式濕敏元件不具備40℃以上溫度下工作的性能,往往失效和損壞设连。
電容式濕敏元件抗腐蝕能力也較欠缺椅豆,往往對(duì)環(huán)境的潔凈度要求較高,有的產(chǎn)品還存在光照失效蛀蜀、靜電失效等現(xiàn)象沽叠,金屬氧化物為陶瓷濕敏電阻,具有濕敏電容相同的優(yōu)點(diǎn)报斗,但塵埃環(huán)境下菊榨,陶瓷細(xì)孔被封堵元件就會(huì)失效运杭,往往采用通電除塵的方法來(lái)處理,但效果不夠理想函卒,且在易燃易爆環(huán)境下不能使用辆憔,氧化鋁感濕材料無(wú)法克服其表面結(jié)構(gòu)"天然老化"的弱點(diǎn),阻抗不穩(wěn)定报嵌,金屬氧物陶瓷濕敏電阻也同樣存在長(zhǎng)期穩(wěn)定性差的弱點(diǎn)虱咧。
氯化鋰濕敏電阻,具有zui突出的優(yōu)點(diǎn)是長(zhǎng)期穩(wěn)定性*锚国,因此通過(guò)嚴(yán)格的工藝制作腕巡,制成的儀表和傳感器產(chǎn)品可以達(dá)到較高的精度,穩(wěn)定性強(qiáng)是產(chǎn)品具備良好的線性度血筑、精密度及一致性绘沉,是長(zhǎng)期使用壽命的可靠保證。
氯化鋰濕敏元件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性其它感濕材料尚無(wú)法取代豺总。
五车伞、用戶選用須知
用戶選用溫濕度傳感傳感器時(shí),應(yīng)該對(duì)供貨單位或供貨廠家有所了解园欣,由于濕度傳感器一般用戶難以進(jìn)行檢測(cè)版药,沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的濕度檢測(cè)設(shè)備,所以應(yīng)考察生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)許可證幔膝,特別是生產(chǎn)廠家無(wú)正規(guī)的檢測(cè)設(shè)備(一般溫濕度檢測(cè)設(shè)備約百萬(wàn)元左右)茅铺,沒(méi)有正規(guī)檢測(cè)設(shè)備如何能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品?這是購(gòu)買(mǎi)溫濕度傳感器應(yīng)特別注意的地方抑驹。
總之毕模,人們使用濕度傳感器的時(shí)間越長(zhǎng),認(rèn)識(shí)就會(huì)越深入和全面盈侣。同時(shí)腌哎,也對(duì)產(chǎn)品提出新的要求,這給產(chǎn)品帶來(lái)了新的機(jī)遇瘩穆,推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)不斷向新的高度發(fā)展晰淋。我們相信,濕度傳感器產(chǎn)品會(huì)在應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用自驹。
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