近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度/溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。

1 濕敏元件的特性

濕敏元件是較為簡單的濕度傳感器。濕敏元件主要電阻式、電容式兩大類。

1.1 濕敏電阻

濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點是靈敏度高，主要缺點是線性度和產(chǎn)品的互換性差。

1.2 濕敏電容

濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測量范圍是（1%～99%）RH，在55%RH時的電容量為180pF（典型值）。當相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化范圍是163pF～202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/℃，濕度滯后量為±1.5%，響應時間為5s。

除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。

2 集成濕度傳感器的性能特點及產(chǎn)品分類

目前，國外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。

國內(nèi)生產(chǎn)集成濕度傳感器的廠家以深圳市意賽亞機電有限公司（HSM20、HSM40）為首，這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：

2.1 線性電壓輸出式集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品有HSM20、HSM40、HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關(guān)系的伏特級電壓信號，響應速度快，重復性好，抗污染能力強。

2.2 線性頻率輸出集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品為HF3223型。它采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，在55%RH時的輸出頻率為8750Hz（型值），當相對濕度從10%變化到95%時，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種傳感器具有線性度好、抗干擾能力強、便于配數(shù)字電路或單片機、價格低等優(yōu)點。

2.3 頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器

典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號輸出端，利用負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻作為溫度傳感器。當環(huán)境溫度變化時，其電阻值也相應改變并且從NTC端引出，配上二次儀表即可測量出溫度值。

3 集成濕度傳感器典型產(chǎn)品的技術(shù)指標

集成濕度傳感器的測量范圍一般可達到0～100%。但有的廠家為保證精度指標而將測量范圍限制為10%～95%。設(shè)計+5.0V低壓供電的濕度/溫度測試系統(tǒng)時，大陸廠家深圳市意賽亞機電有限公司生產(chǎn)的HSM20、HSM40傳感模塊，HSM20的濕敏元件為濕敏電阻、電壓1.0-3.0V輸出，溫濕度一體，優(yōu)勢是成本低廉、互換性好，但測試精度為+-5%，對一些濕度要求不是很高的設(shè)計行業(yè)是；其次是HSM40，采用法國HS1101電容式傳感元件?？蓪崿F(xiàn)5-99%RH寬范圍測量，精度可達3%。電壓線性輸出0.8-3.9V（0-100%RH），尺寸僅為34*22*9MM?，F(xiàn)廣泛被空調(diào)（格力）、濕度傳感器、濕度變送器行業(yè)所選用。

液位傳感器(靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器)是一種測量液位的壓力傳感器。靜壓投入式液位變送器(液位計)是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準電信號(一般為4~20mA/1~5VDC)。

 

工作原理

用靜壓測量原理:當液位變送器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓強公式為:Ρ = ρ .g.H + Po式中:

P :變送器迎液面所受壓強

ρ:被測液體密度

g :當?shù)刂亓铀俣?/p>

Po :液面上大氣壓

H :變送器投入液體的深度

同時，通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓 Po 與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的 Po ，

使傳感器測得壓力為:ρ .g.H ，顯然，通過測取壓強 P ，可以得到液位深度。