露点（温度）
露点温度是指空气在水汽含量和气
压都不改变的条件下，冷却到饱和 时的温度。 形象地说，就是空气中的水蒸气变 为露珠时候的温度叫露点温度。露 点温度本是个温度值，可为什么用 它来表示湿度呢？这是因为，当空 气中水汽已达到饱和时，气温与露 点温度相同；当水汽未达到饱和时， 气温一定高于露点温度。（例如冰 水混合物）
检测与传感技术
-- 湿敏传感器
任务描述
在工农业生产和人们的日常生活中，对湿度都有严 格的要求。 例如在集成电路制造车间，由于湿度与静电电荷有 直接的关系，要求低湿度环境； 粮仓必须保持干燥的环境，否则粮食容易霉变； 空调系统除了调节温度以外，还要控制相对湿度在 一定的范围内，才使人感觉舒适； 浴室的湿度很大，但其中的镜面如果有水气，则无 法发挥其功能。因此湿度的检测和控制是非常重要的。
应用电子学院
《传感器技术》
二、湿敏传感器的使用
3、测量湿度范围： 电阻式湿敏元件在湿度超过95％RH时，湿敏膜因湿润 溶解，厚度会发生变化，若反复结露与潮解，特性将变坏 而不能复原。 电容式湿敏元件在80％RH以上高湿及100％RH以上结 露或潮解状态下，也难以检测。另外，不能将湿敏电容直 接浸入水中或长期用于结露状态，也不能用手摸或用嘴吹 其表面。 4、温度补偿： 通常氧化物半导体陶瓷湿敏电阻温度系数为0.1～0.3， 在测湿精度要求高的情况下必须进行温度补偿。
应用电子学院 《传感器技术》
- 2-
重庆市年平均相对湿度多在70％－80％，在全国属高 湿区。在地域上全市的相对湿度和水汽分布差异不大 ，且年变化一致，即冬季小（干燥），夏季大。各地 在7月有最大值，1月出现最小值，雨日较多的秋季大 于春季。 湿度日变化与气温日变化密切相关，相对湿度的 位相变化与温差相反，即气温升高，饱和水汽压增大 ，相对湿度变小。反之，气温降低，饱和水汽压减小 ，相对湿度则增大。故一日之间饱和水汽压最大，相 对湿度最小的时刻经常出现在气温最高的时候，而饱 和水汽压最小，相对湿度最大的时刻常出现在气温最 低的清晨。
应用电子学院 《传感器技术》
湿敏传感器：就是一种能将被测环境湿度转换成电信号的装置。 主要由两个部分组成：湿敏元件和转换电路，除此之外还 包括一些辅助元件，如辅助电源、温度补偿、输出显示设 备等
一、湿度传感器的检测原理
湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解质。水分子 极易吸附于固体表面并渗透到固体内部，引起半导体 的电阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝 等吸湿材料制作湿敏电阻。
用干湿球湿度计测量相对湿度 风
玻璃酒精 温度计
棉球 水槽
上页中，左边的玻璃温度计（湿球）用湿棉 球包裹，并浸没在水槽里。湿棉球由于水份蒸发 ，所以其温度低于室温，致使湿球的示值低于干 球。查对应的湿度表就可知道空气的相对湿度。 虽然干湿球湿度计的历史悠久，但现在还经常用 它作为电子相对湿度仪表的标定仪器。
二、湿敏传感器的使用
1、电源选择： 湿敏电阻必须工作在交流回路中。若用直流供电，会引 起多孔陶瓷表面结构改变，湿敏特性变劣；若交流电源频率 过高，由于元件的附加容抗而影响测湿灵敏度和准确性。因 此应以不产生正、负离子积聚为原则，使电源频率尽可能低。 对于离子导电型湿敏元件，电源频率一般以1kHz为宜。对于 电子导电型湿敏元件，电源频率应低于50Hz。 2、线性化处理： 一般湿敏元件的特性均为非线性，为准确地获得湿度值， 要加入线性化电路，使输出信号正比于湿度的变化。
半导体陶瓷湿敏传感器结构示意图 a）吸湿单元；b）卸去外壳后的结构；c） 外形图；d）局部结构图 1-引线；2-多孔性电极；3-多孔陶瓷；4底座；5-镍铬加热丝；6-外壳；7-引脚； 8-气孔
应用电子学院 《传感器技术》
湿度对电子元件的影响
当环境的相对湿度增大时，物体表面就会附着一层水 膜，并渗入材料内部。这不仅降低了绝缘强度，还会 造成漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速金属材料 的腐蚀并引起有机材料的霉烂。
应用电子学院
《传感器技术》
三、浴室环境湿度检测实现
浴室中的水蒸气很大，会使其中的镜子功能丧失，当浴 室的湿度达到一定程度时，镜面会结露，表面一层雾气，市 场上没有所谓的不结露镜面，而是都要安装镜面水汽清除器。 一般在常温洁净环境，连续使用的场合，应选用高分子 湿度传感器，这类精度高，稳定性好。在高温恶劣环境，应 选用加热清洗的陶瓷湿度传感器，这类传感器耐高温，通过 定期清洗能除去吸附在敏感体表面的灰尘、气体、油雾等杂 物，使性能恢复。 由于浴室的特定环境，结合湿敏传感器的相关知识，选 用结露型传感器为主要器件制作浴室镜面水汽清除器。
任务主要内容
（1）、湿度传感器的检测原理 （2）、湿敏电容的使用 （3）、浴室环境湿度检测的实现
应用电子学院
《传感器技术》
- 5-
一、湿度传感器的检测原理
常用湿敏电阻外形图
常 用 湿 敏 电 容
应用电子学院
《传感器技术》
一、湿度传感器的检测原理
绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气 中所含水汽的质量(克数)。 相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽 压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法 当相对湿度达100%时，称饱和状态。 湿度检测方法：毛发湿度计法，干湿球湿度计法，露 点计法和阻容式湿度计法。
高分子电阻湿敏传感器：
高分子电解质感湿材料吸收水分后 引起两电极间电阻的变化，将相对 湿度的变化转换成电阻阻值的变化
电阻湿敏传感器结构示意图 1-感湿层 2-电度传感器的检测原理
半导体陶瓷湿敏传感器： 当环境湿度发生改变时，多孔感湿陶瓷吸湿， 电阻阻值随之变化。为了防止电阻极化，测量 时必须是交流？？另外，在高温高湿环境下， 要定期加热清洗，使传感器恢复性能。
露点会影响农作物的生长， 结露也严重影响电子仪器的正常工作。
测量露点的仪器
电子湿度计模块
封装后的 外形
电子式温湿度计
机械式湿度计
陶瓷湿度传感器特性曲线
在右图所示的陶瓷 湿度传感器特性曲 线中，纵坐标的标 度有何特点？ 其电阻率变化约有 多少个数量级？
电子相对湿度仪表的标定仪器
干球
湿球
干湿球湿度计外形及原理
- 3-
在各站30年（1960－1990年）资料中，年最高相对湿 度月出现在 10月，最低月在 8月。最大相对湿度与最小相对 湿度差异大。全市各地区最大相对湿度是 100（即雨中或雨 后空气已在饱和状态下的湿度），最小相对湿度全市各地均
有小于或等于20。万州1962年9月有6天相对湿度为0。
- 4-