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      任何行业的工作都离不开空气,而空气的湿度又与工作、生活、生产有直接联系,使湿度的监测与控制越来越显得重要。湿度传感器的应用主要有如下几个方面:
      (1) 气候监测 天气测量和预报对工农业生产、军事及人民生活和科学实验等方面都有重要意义,因而湿度传感器是必不可少的测湿设备,如树脂膨散式湿度传感器已用于气象气球测湿仪器上。
      (2) 温室养殖 现代农林畜牧各产业都有相当数量的温室,温室的湿度控制与温度控制同样重要,把湿度控制在农作物、树木、畜禽等生长适宜的范围,是减少病虫害、提高产量的条件之一。
      (3) 工业生产 在纺织、电子、精密机器、陶瓷工业等部门,空气湿度直接影响产品的质量和产量,必须有效地进行监测调控。
      (4) 物品储藏 各种物品对环境均有一定的适应性。湿度过高过低均会使物品丧失原有性能。如在高湿度地区,电子产品在仓库的损害严重,非金属零件会发霉变质,金属零件会腐蚀生锈。
      (5) 精密仪器的使用保护 许多精密仪器、设备对工作环境要求较高。环境湿度必须控制在一定范围内,以保证它们的正常工作,提高工作效率及可靠性。如电话程控交换机工作湿度在55 % ±10 %较好。温度过高会影响绝缘性能,过低易产生静电,影响正常工作。

      水分子亲和力型湿度传感器,是利用水分子有较大的偶极矩,因而易于吸附在固体表面并渗透到固体内部的特性(成为水分子亲和力)制成的湿度传感器,其测量原理在于感湿材料吸湿或脱湿过程改变其自身的性能从而构成不同类型的湿度传感器。
      非水分子亲和力型湿度传感器,主要的测量原理有:利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度;利用微波在含水蒸汽的空气中传播,水蒸汽吸收微波使其产生一定的能量损耗,传输损耗的能量与环境空气中的湿度有关以此来测定湿度;利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线来测定空气中的湿度。

      湿度包括气体的湿度和固体的湿度。气体的湿度是指大气中水蒸气的含量,度量方法有**湿度,即每立方米气体在标况下(0℃,1大气压)所含有的水蒸气的重量,即水蒸气密度;相对湿度,即一定体积气体中实际含有的水蒸气分压与相同温度下该气体所能包含的*大水蒸气分压之比;或含湿量,即每㎏干空气中所含水蒸气的质量。其中相对湿度是*常用的。固体的湿度是物质中所含水分的百分数,即物质中所含水分的质量与其总质量之比。
利用水分子有较大的偶极矩,因而易于吸附在固体表面并渗透到固体内部的特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型湿度传感器,其测量原理在于感湿材料吸湿或脱湿过程改变其自身的性能从而构成不同类型的湿度传感器;把与水分子亲和力无关的湿度传感器称为非水分子亲和力型传感器,其主要的测量原理有:利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度;利用微波在含水蒸汽的空气中传播,水蒸汽吸收微波使其产生一定的能量损耗,传输损耗的能量与环境空气中的湿度有关以此来测定湿度;利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线来测定空气中的湿度。
     电容式传感器不但广泛用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量,而且还逐步地扩大到用于压力、差压、液位、物位或成份含量等方面的测量。


电容式传感器应用中的注意事项
      (1) 克服寄生电容的影响
      电容式传感器由于受结构与尺寸的限制,其电容量都很小(pF到几十pF),属于小功率、高阻抗器件,因此极易外界干扰,尤其是受大于它几倍、几十倍的、且具有随机性的电缆寄生电容的干扰,它与传感器电容相并联,严重影响感器的输出特性,甚至会淹没有用信号而不能使用。消灭寄生电容影响,是电容式传感器实用的关键。
      (2) 克服边缘效应的影响
      实际上当极板厚度h与极距δ之比相对较大时,边缘效
应的影响就不能忽略;边缘效应不仅使电容传感器的灵敏度降低,而且产生非线性。
      (3) 克服静电引力的影响
      电容式传感器两极板间因存在静电场,而作用有静电引力或力矩。静电引力的大小与极板间的工作电压、介电常数、极间距离有关。通常这种静电引力很小,但在采用推动力很小的弹性敏感元件情况下,须考虑因静电引力造成的测量误差。
      (4) 温度影响
      环境温度的变化将改变电容传感器的输出相对被测输入量的单值函数关系,从而引入温度干扰误差。温度影响主要包括温度对结构尺寸和对介质的影响两方面。


发布时间:2023-10-26
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