
以前温湿度传感器比较简单,但是随着技术的成熟和科技的进步,现在温湿度传感器的发展越来越好。由于温湿度无论是在物理量本身还是在人们的生活中都是密切相关的,因此温湿度集成传感器也就相应产生了。温湿度传感器是指能将温度和湿度转换成易于测量和处理的电信号的设备或装置。市面上的温湿度传感器一般测量温度和相对湿度。
结合目前市面上传感器的类型,甚至是温湿度传感器,这种类型的传感器会分为很多种,种类也很多。当然,它们的应用领域也大相径庭。我们来具体看一下湿度传感器的种类。
温湿度传感器根据监测方式可分为接触式和非接触式。
接触式:接触式温度传感器的检测部分与被测对象接触良好,也称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,这样温度计的指示值就可以直接代表被测物体的温度。一般测量精度较高。在一定的温度测量范围内,温度计还可以测量物体内部的温度分布。但对于运动物体、小目标或热容量小的物体,会产生较大的测量误差。常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力温度计、电阻温度计、热敏电阻和热电偶。
非接触式:其敏感元件不与被测对象接触,也称为非接触式测温仪表。该仪器可用于测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化快(瞬态)的物体的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式温度计是基于黑体辐射的基本定律,称为辐射温度计。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各种辐射测温方法只能测量相应的光度温度、辐射温度或比色温度。
温湿度传感器也分为分体式和集成式两种。上面介绍了一体式,下面介绍分体式。
分体式温度传感器和湿度传感器。温度传感器按感温元件大致可分为三类:铂热电阻温度传感器、热电偶温度传感器和热敏电阻温度传感器。
1.铂热电阻温度传感器,铂热电阻是基于铂丝电阻值随温度变化而变化的基本原理设计制造的。根据0时电阻值R()的大小,分为10欧姆(索引号为Pt10)和100欧姆(索引号为Pt100)等。测温范围为-200~850。使用PT100铂热电阻作为感温元件的有铠装型、组装型、插座型和端面热电阻。主要用于需要小温度误差的工业或精密仪器中。
2.热电偶温度传感器,热电偶是温度测量中最常用的温度传感器。它的主要优点是温度范围宽,适应各种大气环境,而且坚固,价格低廉,最便宜的不用电源。热电偶由两根不同的金属线(金属A和金属B)连接在一端组成。当热电偶的一端被加热时,热电偶电路中存在电位差。相应的温度变化是通过电势的变化得到的。热电偶是最简单、最常见的温度传感器,但不适合高精度测量和应用。
3.热敏电阻由金属氧化物陶瓷组成,是一种成本低、灵敏度最高的温度传感器。
热敏电阻由半导体材料制成,多为负温度系数,即电阻随温度升高而降低。温度变化会引起较大的电阻变化,所以它是最灵敏的温度传感器。但是热敏电阻的线性度很差,这与生产工艺密切相关。热敏电阻测量两条线上的绝对温度,准确度好,但比热电偶贵,可测温度范围比热电偶小。常见的热敏电阻在25时阻值为5k,每1阻值变化200。注意,10的引线电阻只会产生0.05的微小误差。它非常适合要求快速、灵敏温度测量的电流控制应用。小尺寸有利于有空间要求的应用,但必须注意防止自热误差。
湿度传感器湿度传感器可分为电阻式和电容式两种。湿敏电阻器的特点是基片上覆盖着一层由湿敏材料制成的薄膜。当空气中的水蒸气吸附在湿敏薄膜上时,元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。
湿敏电容器一般采用高分子薄膜电容器,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、丁酸醋酸纤维等。当环境湿度变化时,湿敏电容的介电常数发生变化,其电容也发生变化,电容变化与相对湿度成正比。常见的湿度测量方法有: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。
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