传感器与检测技术_第二章

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1、2.5湿敏电阻传感器8/15/20211Jan，2008饱和状态不饱和状态空气水空气湿度是什么？湿度是空气中含有水蒸气的量。含有水蒸气的空气是一种混合气体。水分子在气体中的客观存在的。8/15/20212Jan，2008湿度等级绝对湿度相对湿度水含量水蒸汽压蒸汽浓度露点温度湿度的表示方式绝对湿度g/m3相对湿度%rH水蒸气分压Pa露点td水分含量ppm潮湿度g/kg蒸汽浓度g/cm3蒸汽浓度g/kg热含量kJ/kg8/15/20213绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。相对

2、湿度：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿度达100%时，称饱和状态。8/15/20214露点降低温度会产生结露现象。露点与农作物的生长有很大关系，结露也严重影响电子仪器的正常工作，必须予以注意。测量露点的仪器温度低于0℃时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。8/15/20215密析尔露点传感器的工作原理非常简单，是基于水分的导电性。多孔的吸湿层如同“三明治”一样被夹在陶瓷基底上的两个导电层之间。吸收水分子后，吸湿活性层的导电特性就会发生变化。该传感器的表

3、面导电层允许水分子自由通过进入吸湿活性层。吸湿活性层很薄，仅1微米厚（一微米=百万分之一米），而顶部的导电层厚度比1微米还要薄，这样，当周围环境的湿度发生变化的时候，传感器对湿度变化会做出极其快速的反应。8/15/20216露点仪：能直接测出露点温度的仪器。使一个镜面处在样品湿空气中降温，直到镜面上隐现露滴（或冰晶）的瞬间，测出镜面平均温度，即为露（霜）点温度。它测湿精度高，但需光洁度很高的镜面，精度很高的温控系统，以及灵敏度很高的露滴（冰晶）的光学探测系统。使用时必须使吸入样本空气的管道保持清洁，否则管道内的

4、杂质将吸收或放出水分造成测量误差。8/15/20217露点传感器外形8/15/20218湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解质。水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体内部，引起半导体的电阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏电阻。8/15/202192、湿度对电子元件的影响当环境的相对湿度增大时，物体表面就会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引起有机材料的霉烂。8/15/202110湿敏电阻的阻值能随环境相对湿度的变

5、化而变化，所以它们能实时监控环境里的湿度变化情况，从而减少环境对仪器设备带来各种危害。8/15/202111湿度传感器的分类8/15/202112陶瓷湿敏元件结构图护圈电极感湿陶瓷氧化钌电极加热器基板电极引线加热器能对元件进行加热清洗，排除恶劣气氛对元件的污染8/15/2021131、湿敏电阻型号命名方法湿敏电阻的型号可分为三个部分，第一部分用字母表示主称；第二部分用字母表示用途或特征；第三部分用数字表示序号，各部分的含义见表2-8。8/15/202114例如：MS01-A（通用型号湿敏电阻器）M—敏感电阻器；

6、S—湿敏电阻器；01-A—序号8/15/202115湿度量程干湿温度系数（温度系数）感湿特性灵敏度响应时间湿滞特性主要特性参数老化特性（耐久性）湿度传感器的主要参数8/15/202116电子湿度计模块封装后的外形8/15/202117电子式温湿度计8/15/202118机械式、电子式温湿度计对比8/15/202119应用领域精密仪器、半导体集成电路与元器件制造场所，气象预报、医疗卫生、食品加工、湿敏防伪技术、洗衣干燥机的自控、磁带录像机和汽车窗玻璃的防止结露、尿布沾湿报警等行业都有广泛的应用。8/15/2021

7、20应用:半导体净化车间8/15/202121农业：温室栽培8/15/202122气象玉山8/15/202123文物保护:敦煌8/15/2021242.6光敏电阻传感器8/15/2021258/15/202126光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。8/15/202127光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻8/15/202128光敏电阻阻值对光照特别敏感，是一种典型的利用光电导效应制成的光电探测器件。对于本征型，可

8、用来检测可见光和近红外辐射对于非本征型可以检测波长很长的辐射8/15/2021298/15/2021308/15/2021318/15/202132当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，电流增大。暗电流（越小越好）8/15/202133用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧