測量原理、結構及應用范圍
是使用沉積在兩個(gè)導電電極上的聚胺鹽或醋酸纖維聚合物薄膜。當薄膜吸水或失水后,會(huì )改變兩個(gè)電極間的介電常數。目前還有一種技術(shù)是使用耐高溫的熱固性聚合物,可使得這類(lèi)傳感器在高于 100 ℃ 的情況下進(jìn)行連續測量。
1.基體,一般為玻璃,主要作用是支撐傳感器的其它部分。
2.電極中的一個(gè),由導電材料做成。
3.薄膜層。是傳感器的心臟,薄膜吸水的數量與周?chē)h(huán)境的相對濕度有關(guān)。這層膜的厚度一般為 1~10(µm) 。
4.上部電極,對于傳感器的性能同樣起著(zhù)重要作用。為了得到快速響應,必須有較高的水的滲透性。同時(shí)也是導電性材料。
5.上部電極的接觸墊。由于對上部電極的設計有較多的限制條件,因此為了接觸良好,需加上一塊單獨的金屬。
其測量范圍較廣,從 -50 ℃ ~100 ℃ 露點(diǎn)?捎糜谳^廣的溫度范圍內,有時(shí)不需要溫度補償。耐高溫的熱固性樹(shù)脂允許這類(lèi)電容式濕度傳感器可以在溫度 185 ℃ 下進(jìn)行連續測量,最高使用溫度取決于傳感器的包裝材料。對于熱固性樹(shù)脂的傳感器來(lái)說(shuō),其另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在 -50 ℃ ~100 ℃ 溫度范圍內,溫度系數較小,因此可以很容易地在很寬的范圍內達到準確測量。
所有的相對濕度傳感器都對溫度敏感,假如在一個(gè)溫度下進(jìn)行校準,在另外溫度下使用時(shí)會(huì )帶來(lái)誤差。聚合物傳感器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是它們對溫度的依賴(lài)性較小,即溫度系數較小。因此當使用溫度與校準溫度不同時(shí),其誤差較小。如果在極限溫度下使用,或對準確度要求較高,則需進(jìn)行電子溫度補償。當溫度跨度小于 50 ℃ 時(shí),進(jìn)行溫度補償較容易。當溫度范圍再寬時(shí),進(jìn)行溫度補償則有些困難。但是現代的聚合物傳感器可以在很窄的范圍內準確度達到 ±1%RH ,在很寬的溫度和濕度范圍內可以達到 ±3%RH 。使用一段時(shí)間后,或被污染后,需進(jìn)行重新校準。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):響應快,溫度及濕度測量范圍寬,線(xiàn)性好,幾乎沒(méi)有滯后,穩定性及重復性較好,溫度系數低,成本低。
缺點(diǎn):間接測量?jì)x器,需定期校準,對某些污染物敏感,不能在腐蝕性的環(huán)境下工作;盡管很低,仍具有溫度依賴(lài)性。