高精度湿度传感器（怎样选择温湿度传感器？）
什么是湿度传感器？
湿度传感器人类的生存和社会活动都与湿度密切相关。随着现代化的实现，很难找到一个与湿度无关的领域。由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。从制造的角度来看，相同的湿度传感器具有不同的材料、结构和工艺。它的性能和技术指标相差很大，所以价格也相差很大。对于用户来说，在选择湿度传感器时，首先需要了解需要什么样的传感器。一个人自己的财力允许他选择和购买什么等级的产品，并且应该仔细权衡“需求和可能性”之间的关系，以免盲目行动。从我们与用户的交往中，我们觉得以下问题值得关注。1.选择测量范围与测量重量和温度相同。选择湿度传感器的第一步是确定测量范围。除了气象和科学研究部门，温度和湿度的测量和控制一般不需要全湿度范围(0-100%相对湿度)的测量。在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术和自动控制技术紧密结合。测量的目的是控制。测量范围和控制范围称为使用范围。当然，对于那些不需要测量和控制系统的人来说，直接选择一个通用的湿度计就足够了。以下是一些应用领域对湿度传感器的不同要求列表，供用户参考(见表1)。根据要求，用户应向传感器制造商提出测量范围。制造商应优先保证传感器在用户使用范围内的稳定一致的性能，并获得合理的性能价格比，这对双方都是一件互利的事情。2.测量精度与测量范围相同。测量精度是传感器最重要的指标。对传感器来说，每增加-个百分点就是一个进步，甚至是一个进步。因为达到不同的精度，制造成本和销售价格相差很大。例如，一个进口的低成本湿度传感器仅花费几美元，而一个用于校准的全范围湿度传感器花费几百美元，相差近一百倍。因此，用户必须根据自己的需求量身定制服装，不要盲目追求“高、精、尖”。制造商通常分几部分给出湿度传感器的精度。例如，中低温部分(0-80%相对湿度)为2%相对湿度，而高湿度部分(80-100%相对湿度)为4%相对湿度。此外，该精度是特定温度(例如25℃)下的值。如果湿度传感器在不同的温度下使用，指示值还应考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，这严重影响了规定的相对湿度空范围内的相对湿度。温度的每一次变化。湿度变化(误差)为%相对湿度。如果在使用中难以保持恒温，则不宜提出过高的湿度测量精度。因为湿度随温度而变化，所以谈论湿度测量精度将失去其实际意义。因此，在湿度控制中首先要做的是控制温度，这就是为什么经常使用大量的温度和湿度传感器来代替湿度传感器。在大多数情况下，如果没有精确的温度控制手段，或者如果测试的空是非密封的，5%相对湿度的精度就足够了。对于需要精确控制恒定温度和湿度的场合，或者需要随时跟踪和记录湿度变化的场合，选择精确度超过+/-3%相对湿度的湿度传感器。与该温度传感器对应的温度传感器的温度测量精度必须大于0℃，至少为0℃。然而，即使校准传感器的标准湿度发生器也不能满足高于2%相对湿度的精度要求，更不用说传感器本身了。来自国家标准物质研究中心湿度室的文章称:“即使在20-25℃±3℃下，相对湿度测量仪器仍很难达到2%相对湿度的精度。考虑到时间漂移和温度漂移，几乎所有的传感器都有时间漂移和温度漂移。湿度传感器不能密封，因为它必须与大气中的水蒸气接触。这决定了它的稳定性和寿命有限。一般来说，制造商将表明一次校准的有效使用时间为1年或2年，并在到期时负责重新校准。在选择传感器时，请考虑未来重新校准的渠道，不要贪图便宜或盲目相信外国商品，忽视售后服务。文票在前一节已经提到了。湿度传感器的选择应考虑应用场合的温度变化范围，看所选传感器在规定温度下是否能正常工作，温度漂移是否超过设计指标。务必提醒用户，电容式湿度传感器的温度系数α是一个变量，它随所用的温度和湿度范围而变化。这是因为水和聚合物的介电系数不随温度同步变化，温度系数α主要取决于水和湿度传感材料的介电系数，所以电容式湿度传感元件的温度系数不是常数。电容式湿度传感器在常温和中湿段的温度系数最低，在5-25℃时，中低湿段的温度漂移可以忽略。但是，在高温高湿地区或负温高湿地区使用时，必须考虑温度漂移的影响，并进行必要的补偿或校正。领域部门温度(℃)温度(%相对湿度) 纺织厂纺织厂2360纺织厂1885制药厂10 ~ 3050 ~ 60手术室23 ~ 2650 ~ 60轻工业印刷厂23 ~ 2749 ~ 51卷烟厂21 ~ 2455 ~ 65火柴厂18 ~ 2250电子半导体2230 ~ 45机房20 ~ 3040 ~ 70通讯电缆充气-10 ~ 300 ~ 20食品啤酒发酵4 ~ 850 ~ 70农业种子栽培15 ~ 4040 4040 ~ 100贮藏水果冷冻-3 ~ 580 ~ 90地下蔬菜坑-3 ~ 170 ~ 80文物保护16 ~ 1850 ~ 55注:不同领域使用范围(%相对湿度/℃) 4。 与传统湿度测量方法的关系人类早在18世纪就发明了湿度计和毛发湿度计，而电子湿度传感器在最近几十年，尤其是最近20年发展迅速。新旧事物的交替与人们观念的变化有很大关系。由于干湿球和毛发湿度计的价格仍然明显低于湿度传感器的价格，一些人不赞成电子湿度传感器的价格。就像习惯扫帚的人换成真空吸尘器一样，他们总是觉得花数百美元买一台真空吸尘器不值得，而且比花几美元买一把扫帚更容易平衡他们的思想。由于传统的湿度测量方法在人们的头脑中太过根深蒂固，一些人形成了固有的概念，即只有湿球湿度计和干球湿度计才是准确的。一些用户将新购买的湿度传感器与湿球湿度计和干球湿度计进行比较。如果他们发现不同的指示值，他们立即认为湿度传感器是不允许的。需要注意的是，干球和湿球的精度仅为5%-7%相对湿度，这不仅低于电子湿度传感器的精度，还取决于干球和湿球温度计本身的精度。湿度计必须处于通风状态:只有当纱布水套、水质和风速满足一定要求时，才能达到规定的精度。湿度传感器制造商使用标准湿度发生器在产品出厂前逐一校准产品。最常用的标准湿度发生器是分流式的。因此，希望用户在需要校准时采用相同的方法，避免校准或比较高精度的传感器和低精度的仪器。5.其他注意事项湿度传感器是非气密的。为保护测量的准确性和稳定性，应避免在酸性、碱性和有机溶剂环境中进行测量。也避免在有大量灰尘的环境中使用。为了正确反映待测空之间的湿度，还应防止传感器过于靠近墙壁或处于空气体不循环的死角。如果被测房间太大，应放置多个传感器。有些湿度传感器需要高电源，否则会影响测量精度，或者传感器相互干扰，甚至无法工作。使用时，应根据技术要求提供适当、准确的电源。当传感器需要进行远距离信号传输时，应注意信号衰减。当传输距离超过200米时，建议选择带频率输出信号的湿度传感器。由于湿度传感器的分散，进口和国产的传感器都需要逐一校准。大多数湿度传感器在更换后需要再次调试和校准，这对于测量精度高的湿度传感器尤为重要。湿度传感器的发展趋势介绍了湿度传感器的特点，重点介绍了集成湿度传感器和单片智能温湿度传感器的性能特点和产品分类。最后，给出了集成湿度传感器典型产品的技术指标。在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要测量和控制环境湿度。然而，湿度是常规环境参数中最难精确测量的参数。用湿度计或毛发湿度计测量湿度的方法早已不能满足现代科学技术发展的需要。这是因为测量湿度比测量温度复杂得多。温度是独立测量的，而湿度受其他因素(大气压力和温度)的影响。此外，湿度标准也是一个难题。国外生产的湿度校准设备非常昂贵。近年来，国内外在湿度传感器的研究和开发方面取得了很大进展。湿度传感器正从简单的湿度传感器向集成化、智能化、多参数检测快速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件，并将湿度测量技术提高到一个新的水平。湿度传感器是最简单的湿度传感器。湿度传感器主要是电阻式和电容式的。湿敏电阻器的特征在于衬底覆盖有由湿敏材料制成的薄膜。当空气体中的水蒸气被吸附在湿敏膜上时，组件的电阻率和电阻值发生变化。利用这一特性可以测量湿度。湿度传感器有很多种，如金属氧化物湿度传感器、硅湿度传感器、陶瓷湿度传感器等。湿敏电阻器的优点是灵敏度高，其主要缺点是产品的线性度和互换性差。湿度敏感电容器通常由聚合物薄膜电容器制成。常用的高分子材料包括聚苯乙烯、聚酰亚胺、醋酸纤维素等。当环境湿度发生变化时，湿敏电容器的介电常数也发生变化，使其电容也发生变化，其电容变化与相对湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度滞后小、易于制造、易于小型化和集成化，其精度一般低于湿敏电阻器。国外湿度敏感电容器的主要制造商是欧米雷尔、飞利浦和西门子。以欧米雷尔公司生产的SH1100湿敏电容器为例，其测量范围为(1% ~ 99%)相对湿度，55%相对湿度下的电容为180pF(典型值)。当相对湿度从0变化到100%时，电容的变化范围为163 pf到202 pf。温度系数为/℃，湿度滞后为+%,响应时间为5s。除了电阻式和电容式湿度传感器之外，还有电解质离子型湿度传感器、重量型湿度传感器(利用湿度传感膜重量的变化来改变振荡频率)、光强型湿度传感器、声表面波湿度传感器等。湿度传感器的线性度和抗污染性能较差。在检测环境湿度时，湿度传感器会长时间暴露在被测环境中，容易被污染，影响其测量精度和长期稳定性。2集成湿度传感器的性能特点和产品分类目前，国外集成湿度传感器的主要制造商和典型产品有霍尼韦尔公司(HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610)、胡米雷尔公司(HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223)和森铁公司(SHT11、SHT15)。这些产品可分为以下三种类型:典型的线性电压输出型集成湿度传感器产品有HIH3605/3610和HM1500/1520。其主要特点是恒压电源，内置放大电路，输出与相对湿度成正比的电压电平信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。线性频率输出集成湿度传感器的典型产品是HF3223。它采用模块化结构，属于频率输出型集成湿度传感器。55%相对湿度下的输出频率为8750赫兹(类型值)。当上对湿度从10%变化到95%时，输出频率从9560赫兹降低到8030赫兹。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、易于配置数字电路或单片机、价格低廉等优点。频率/温度输出型集成湿度传感器的典型产品是HTF3223。除了HF3223的功能，它还增加了一个温度信号输出端，并使用负温度系数热敏电阻作为温度传感器。当环境温度变化时，其电阻值也相应变化，并从NTC端引出，温度值可用二次仪表测量。3单芯片智能温度/温度传感器森铁公司是2002年世界上第一家开发SHT11和SHT15智能温度/温度传感器的公司。它们的外形尺寸只有(毫米)× 5(毫米)×毫米，体积与火柴头相似。出厂前，每个传感器都在温箱中制作了精确的标准，标准系数被编程到相应的程序中并存储在校准存储器中，相对湿度可以在测量过程中自动校准。他们不仅能精确测量相对温度，还能测量温度和露点。相对温度的测量范围为0 ~ 100%，分辨率为%相对湿度，最高精度为2%相对湿度。测量温度范围为-40℃ ~+℃，分辨率为℃。露点测量精度为1℃。当测量湿度和温度时，模数转换器的位数可以分别达到12位和14位。通过降低分辨率，可以提高测量速率并降低芯片的功耗。SHT11/15互换性好，响应速度快，抗干扰能力强。它不需要外部元件，适用于各种单片机。它可广泛用于医疗设备和温度/湿度调节系统。该芯片包含相对湿度传感器、温度传感器、放大器、14位模数转换器、校准存储器、易失性存储器、状态寄存器、循环冗余校验码寄存器、双线串行接口、控制单元、加热器和低压检测电路。其测量原理是用两个传感器分别产生相对湿度和温度信号，然后放大，分别送至模数转换器进行模数转换、校准和误差校正，最后通过双线串行接口将相对湿度和温度数据送至μC。鉴于SHT11/15输出的相对湿度读数与测量的相对湿度之间的非线性关系，为了获得准确的相对湿度数据，必须使用μC对读数进行非线性补偿。另外，当环境温度ta≤25℃时，相对湿度传感器需要进行温度补偿。芯片里有一个加热器。当加热器在状态寄存器的第二个位置“1”打开时，传感器的温度可以增加大约5℃，电源电流也可以增加8mA(使用+5V电源)。加热器可以实现以下三个功能:①通过比较加热前后测得的相对湿度值和温度值，可以判断传感器是否正常工作；(2)在潮湿环境中使用加热器可以避免传感器冷凝；(3)测量露点时也需要使用加热器。露点也是湿度测量中的一个重要参数，它表示水蒸气冷却过程中最初出现冷凝的温度。为了计算露点，Sensirion还提供了一个程序“SHT”来测量露点。该程序可用于控制内部加热器的开/关，然后根据测得的温度和相对湿度计算露点。当该程序在命令响应界面上运行时，计算机屏幕上将显示提示符“”。用户首先从键盘输入字母“S”，然后输入相应的数字，得到如下结果:当输入数字“1”时，摄氏温度DGC =；被测量和显示；当输入数字“2”时，相对湿度%相对湿度=；被测量和显示。当输入数字“3”时，打开加热器，使传感器温度升高5℃；当输入数字“4”时，关闭加热器以冷却传感器；当输入数字“5”时，将显示露点温度dpC=。4集成湿度传感器典型产品的技术指标集成湿度传感器的测量范围一般可以达到0 ~ 100%。然而，一些制造商为了保证精度指标，将测量范围限制在10% ~ 95%。当设计带有+低压电源的湿度/温度测试系统时，可以选择SHT11和SHT15传感器。该传感器在测量阶段的工作电流为550μA，平均工作电流为28μA(12位)或2μA(8位)。上电时，默认为睡眠模式，电源电流仅为μA(典型值)。只要测量后没有新的命令，它就会自动返回睡眠模式，这样可以最大限度地降低芯片的功耗。此外，它们还具有低电压检测功能。当电源电压低于++位时，状态寄存器的第6位立即更新，使芯片不起作用，从而起到保护作用。
如何选择温度和湿度传感器？
原理分析:温湿度传感器是一种检测温度和湿度的传感器。无阻碍湿度是指相对湿度，即当前温度下的绝对湿度与当前温度下的饱和湿度之比，称为相对湿度。可以看出，湿度测量不能与温度分离，如果温度测量有误差，湿度会受到影响。因此，在选择温度和湿度传感器时，应特别注意传感器的温度测量精度。关于冷凝:当湿度达到100%时会发生冷凝，冷凝是一种不可避免的自然现象。然而，冷凝产生的水滴附着在传感器电路板上，电流流过电路板，因此会发生电泳，传感器会因电路板腐蚀而损坏。因此，在高湿度环境中选择温度和湿度传感器时，传感器必须防水。检测方法非常简单。传感器被充电并浸泡在水中以模拟冷凝环境。浸泡24小时后，将传感器取出晾干。如果传感器工作正常，传感器是防水的。关于准确性:许多人喜欢用湿球和干球测量湿度。事实上，湿球和干球的误差相对较大，约为5~7%rh。随着电子技术的发展，电子温湿度传感器的精度可达3%rh，高精度传感器的精度可达1%rh，例如瑞士盛思睿公司拥有的高精度传感器。数量太多，以盛世莲传感器为核心:这些都是小芯片，封装的传感器一般具有高湿度、高温、螺纹安装、防尘等特点。其他模拟信号如db485gm10或更多的数字信号主要是盛世联的传感器。数字i2c读起来非常方便，性价比可以认为是第二个原因:像奥森这样的国产产品不如史圣瑞安进口的好，但奥森的价格非常低。第三:霍尼韦尔像一些韩国公司一样，相继引进了一些成熟的数字i2c技术。第四种:法国的一种或具有db436电压输出的湿度传感器直接线性输出对应于第五种是一系列不同的电容电阻器类型。总的来说，史圣瑞安在中国使用的产品相对较多。这不是广告。你可以随便问
我可以知道哪些温度和湿度传感器性价比高吗？
2.数字信号输出类型:单总线输出温湿度信号，型号有DHT 11、AM2301、AM2302(这比较方便，一条线可以输出温湿度信号，传输距离比I2C接口长得多，如AM 2301传输距离100米，AM 2302传输距离200米以上)。2.温湿度变送器的选择技巧温湿度变送器可以将空气体中的相对湿度值和温度值转换成物理量:0-5V、0-10、4-20mA和RS485信号输出。(例如，AW3010温湿度变送器为0-10V输出，AF3020温湿度变送器为4-20mA输出)温湿度变送器分为电阻型、电容型和光电电阻型温湿度变送器，等级较低，温湿度测量范围不宽。湿度检测范围通常为20-90%相对湿度，温度检测范围为0-50摄氏度，不适用于高温高湿环境。长期稳定性差，一般价格在150左右。电容式温度和湿度变送器是主流产品。通常，湿度精度为±3%相对湿度、±2%相对湿度和±2%相对湿度的变送器被视为高端变送器。温度精度一般为+摄氏度。许多变送器将使用PT1000或DS18B20来使温度精度达到+摄氏度。电容式温度和湿度变送器具有广泛的湿度和温度测量范围。湿度检测范围通常为0-100%相对湿度，温度检测范围为-40-80摄氏度。它们适用于高温高湿环境，并具有良好的长期稳定性。一般价格在300到1000元之间。(例如，AW3010AW3020的湿度精度为±2%相对湿度，温度精度为+摄氏度，使用寿命为10年。)光电温湿度变送器比较少见，由于价格高，一般企业不采用，大多作为标准使用。
什么传感器用来测量湿度
湿度传感器。湿度测量技术已经使用了很长时间。随着电子技术的发展，现代测量技术也发展迅速。湿度测量原则上可分为20或30种类型。湿度用绝对湿度、相对湿度、露点、湿度与干燥气体的比率(重量或体积)等来表示。常用的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法和分流法)、静态法(饱和盐法和硫酸法)、露点法、干湿球法和各种电子传感器法。由于湿度是温度的函数，温度的变化对湿度的测量结果有决定性的影响。无论哪种方法，精确的温度测量和控制是第一位的。应该注意的是，即使恒温恒湿箱隔热良好，其工作室内的温度也会有一定的梯度。因此，在这个空范围内的湿度很难完全均匀。最好的方法是按照国家检定系统(标准)规定的传递方法和检定规程逐步识别湿度测量仪器。湿度传感器可分为物理型和结构型。物理湿度传感器可分为水分子亲和型和非亲和型。大多数实用的湿度传感器都属于前者。水分子亲和型的湿敏机理主要表现在吸湿后湿敏材料电阻和电容值的规律性变化。有许多材料具有这样的物理性质:金属氧化物、聚合物、电解质和碳-聚合物混合材料。然而，现有的电子敏感材料的均匀性和一致性还没有达到理想的水平，并且元件的制造工艺也不均匀，因此湿度传感元件的物理性质是分散的。湿度传感元件的物理特性和湿度值之间也有间接关系。电阻或电容值的变化必须通过转换电路转换成电压或电流值。因此，由不同原理、材料和结构制成的传感器所反映的湿度值总是不同的。迄今为止，还没有一种“全天候”湿度传感器在测量范围、测试精度、响应时间、工作温度和稳定性方面是完美的。原理分析:温湿度传感器是一种检测温度和湿度的传感器。无阻碍湿度是指相对湿度，即当前温度下的绝对湿度与当前温度下的饱和湿度之比，称为相对湿度。可以看出，湿度测量不能与温度分离，如果温度测量有误差，湿度会受到影响。因此，在选择温度和湿度传感器时，应特别注意传感器的温度测量精度。关于冷凝:当湿度达到100%时会发生冷凝，冷凝是一种不可避免的自然现象。然而，冷凝产生的水滴附着在传感器电路板上，电流流过电路板，因此会发生电泳，传感器会因电路板腐蚀而损坏。因此，在高湿度环境中选择温度和湿度传感器时，传感器必须防水。检测方法非常简单。传感器被充电并浸泡在水中以模拟冷凝环境。浸泡24小时后，将传感器取出晾干。如果传感器工作正常，传感器是防水的。关于准确性:许多人喜欢用湿球和干球测量湿度。事实上，湿球和干球的误差相对较大，约为5~7%rh。随着电子技术的发展，电子温湿度传感器的精度可达3%rh，高精度传感器的精度可达1%rh，例如瑞士盛思睿公司拥有的高精度传感器。