湿度传感器及其应用.doc

《自动检测技术与仪表》课程设计 ------湿度传感器及其应用 2009年 2月18日 摘要 湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器，它将所测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电(频率)信号等。它是一类重要的化学传感器，在仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象等方面有着广泛的应用。 本次设计的是湿度传感器，主要对湿度传感器的工作原理、组成结构加以论述，并对其测量原理图进行分析，进而使我们能够更深层的对湿度传感器进行理解；除此之外，在本次设计中也简要介绍了湿度传感器的相关特性以及参数如何选择，以便于用户能够正确选用相应的种类和型号。 另外，我又结合了实际案例对湿度传感器的应用技术和应用领域加以分析，并概括了其日后的发展趋势。 关键词：工作原理；组成结构；测量原理图；特性及参数选择；应用；发展趋势 目　录 第一章 引言 3 1.1 背景介绍 3 1.2 目的和意义 3 第二章 湿度及湿度传感器 4 2.1 湿度及其表示方法 4 2.1.1 绝对湿度 4 2.1.2 相对湿度 4 2.1.3 含湿量 5 2.2 湿度传感器及其特性参数 5 2.3 湿度传感器的分类 7 第三章 电解质型湿度传感器 8 3.1 无机电解质湿度传感器 8 3.1.1 氯化锂电阻湿度传感器的工作原理 8 3.1.2 氯化锂电阻湿度传感器的结构 8 3.1.3 氯化锂电阻湿度传感器的分类及相关特性 9 第四章 陶瓷湿度传感器 10 4.1 组成结构 10 4.2 工作原理及特点 11 4.3 主要特性与性能 11 第五章 高分子湿度传感器 13 5.1 电容式湿度传感器 13 5.1.1 结构 13 5.1.2 感湿机理与性能 13 5.2 电阻式湿度传感器 14 5.2.1 工作原理 15 5.2.2结构 15 5.2.2 主要特性 15 第六章 湿度传感器的测量电路 17 6.1 电路的选择 17 6.2 湿度传感器测量电路原理框图 18 第七章 湿度传感器的应用 21 7.1 湿度传感器的选用 21 7.2 湿度传感器的几种安装方式 24 7.3 对湿度传感器性能作初步判断的几种方法 26 7.4 湿度传感器的应用及实际案例分析 26 7.4.1 湿度传感器的应用 26 7.4.2 实际案例分析 29 7.5 对市场上湿度传感器产品的几点分析 31 7.6 湿度传感器的发展趋势 32 总结 35 参考文献 36 第一章 引言 1.1 背景介绍 湿度是控制人类生活条件基本因素之一。最早是气象部门需要对人类生存环境中的湿度进行观测和测量。随着信息产业的发展及工业化的进步,湿度不仅仅直接或间接影响着人类的基本生活条件,还表现在对工农业、生物制品、医药卫生、科学研究、国防建设等方面的影响。所以，在这些领域内，越来越需要采用湿度传感器，对产品质量的要求越来越高，对环境温湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。 湿度传感器是现代传感技术发展方向之一。世界各国对湿度传感器的研究非常活跃，研究重点之一是开发新型湿度敏感元件，因为新型高灵敏度和适用范围广的湿度敏感元件是实现湿度传感器技术新突破的前提。而敏感元件的性能主要取决于两个重要因素，即构成元件的材料和制备元件的加工技术，因此应用新技术、新材料是研究开发新型湿度敏感元件的重要手段，也是设立本课题的着眼点所在。湿度敏感元件的性能除了由其功能材料决定以外，还与其加工工艺有关。将现代先进制造技术引入传感器技术，例如水热腐蚀制备纳米薄膜技术、钝化技术等，能制作出质地均匀、性能稳定、可靠性高、体积小、重量轻的敏感元件。近几年 ，以纳米多孔硅为感湿材料的湿度传感器开始在国际上受到关注，这是因为它初步显示出了一些优异的性能。 1.2 目的和意义 课程设计是专业课《自动检测技术及仪表》课程教学中的重要组成环节，其目的是通过课程设计的教学实践，使学生对所学的基础理论和专业知识得到巩固，并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步认识和锻炼。掌握相关课题的资料收集、整理；方案的设计和对比；提高学生的分析、综合能力以及工程设计中计算和绘图的基本能力，为后续的毕业设计和工程实践作必要的准备。 课程设计的主要任务是使学生掌握相关传感器或检测仪表的原理、结构及在工程中的实际应用。 同时，在课程设计的过程中，能够锻炼同学们解决问题和分析问题的能力。在此基础上，能够对所设计的传感器或仪表得到更进一步地认识和了解，为以后学习更深的知识打下扎实的基础。 第二章 湿度及湿度传感器 2.1 湿度及其表示方法 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周围的大气里总是含有或多或少的水汽。 大气中含有水汽的多少，表示大气的干、湿程度，用湿度来表示，也就是说，湿度是表示大气干湿程度的物理量。 大气湿度有三种常用的表