传感器调研报告(共4篇)
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传感器调研报告随着科技的不断发展,传感器已经成为现代化生活中不可或缺的一部分。
传感器的作用是将物理量或化学量转换为电信号,人们可以通过这些电信号来获取所需的信息。
传感器的应用非常广泛,因此市场上也有很多种类的传感器。
在这篇文章中,我将分享我对传感器的调研结果。
1. 温度传感器温度传感器是最常见的传感器之一,它可以检测物体周围的温度并进行温度转换。
在我们的日常生活中,温度传感器被广泛应用于温度控制系统。
我发现,在温室、温泉、游泳池、空调等领域,温度传感器都是不可或缺的。
2. 光敏传感器光敏传感器是一种检测光线水平的传感器。
它可以转换光信号并将其转换为电信号。
由于它可以测量光线水平,因此它被广泛应用于室内照明、安防监控和光电设备等领域。
3. 压力传感器压力传感器可以将压力信息转换为电信号。
这种传感器最常见的应用是测量气体和液体的压力。
压力传感器常被应用于汽车、飞机、燃油管道等领域。
4. 加速度传感器加速度传感器可以检测物体的加速度,并将其转换为电信号。
这种传感器应用广泛,如在汽车、手机、医疗设备、安防监控等领域。
5. 气体传感器气体传感器可以探测气体浓度并将其转换为电信号。
在我们的生活中,气体传感器非常有用,如可燃气体报警器、空气质量监控器等。
同时,它们也被广泛应用于环保、化学工业、生命科学等领域。
6. 湿度传感器湿度传感器是一种测量空气中湿度的传感器。
它可以将湿度水平转换为电信号,并被广泛应用于空调、仓储物流、电子器件等领域。
7. 磁场传感器磁场传感器可以检测磁场强度并将其转换为电信号。
这种传感器在汽车、航空、船舶、机械设备等领域有广泛应用。
总之,我们可以看出,传感器在我们的生活中扮演着重要的角色。
它们的应用领域非常广泛,不仅在日常生活中,而且在科学研究、工业和军事等领域也被广泛应用。
在未来,随着科技的不断发展,传感器将继续发挥其重要的作用。
一、主要特点传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业的改造和更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新的经济增长点。
微型化是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上的,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
二、组成传感器一般由敏感元件、转换元件、信号调理电路和辅助电路组成。
但并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件。
如果敏感元件直接输出的是电量,它就同时兼为转换元件,因此,敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。
例如:压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形式的传感器。
1.敏感元件(预变换器):是指传感器中能直接感受或响应被测量(非电量)并输出与之成确定关系的其他量(非电量)的部分。
(在完成非电量到电量的变换时,并非所有的非电量都能利用现有手段直接变换为电量,往往是将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量,然后再变换为电量。
能够完成预变换的器件称为敏感元件)。
2.转换元件:是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)的部分。
3.信号调理电路:是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。
类型视转换元件的分类而定,经常采用的有电桥电路、放大器、振荡器、阻抗变换、补偿及其它特殊电路,如高阻抗输入电路、脉冲调宽电路等。
4.辅助电路:通常指电源,即交、直流供电系统。
三、应用领域1.环境保护目前,地球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境,这一现状已引起了世界各国的重视。
为保护环境,利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。
中国现在的环境受到了极大的污染,主要是工业的发展造成了严重的污染。
长江、黄河等水域都有不同程度的污染;空气现在的空气也不新鲜,特别是在有工业的地方,比如说PM2.5等超标;这些都是通过传感器检测出来的。
传感器调研报告范文大全一、引言传感器作为现代科技领域中的重要组成部分,在工业、医疗、环境监测等领域发挥着至关重要的作用。
本报告将对传感器进行全面的调研,包括传感器的定义、分类、应用领域以及未来的发展趋势等方面进行探讨。
二、传感器的定义和分类传感器是能够感知外界的某种物理量,并将其转化为电信号输出的器件。
按照感知物理量的不同,传感器可以分为光电传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器等多种分类。
本文主要对温度传感器和光电传感器进行调研。
三、温度传感器的调研温度传感器是指感知周围温度并将其转化为电信号输出的器件。
目前,温度传感器广泛应用于医疗、气象、工业等领域。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、晶体温度传感器等。
热电偶通过两种不同材料的接触产生的温差电动势来测量温度,准确度高但响应速度较慢;热电阻则是根据电阻与温度的线性关系进行测量,应用较为广泛,但阻值温度系数较大;晶体温度传感器则利用电子元件的特性实现温度测量,具有线性度好、稳定性强等优点。
四、光电传感器的调研光电传感器是指通过光电效应将光信号转化为电信号进行感知的传感器。
它广泛应用于自动控制、机器人技术、无人驾驶等领域。
常见的光电传感器有光电开关、光电编码器、光电二极管等。
光电开关常用于物体的接近检测,利用光电传感器发射一束光并接收反射光来感知物体的存在与否;光电编码器则常用于位置和速度测量,利用光栅编码器原理实现高精度的测量。
五、传感器的应用领域传感器在各个领域都有广泛的应用。
在工业领域,温度传感器和压力传感器可用于生产过程监测和控制,提高生产效率和质量;在医疗领域,传感器常用于人体健康监测和医疗设备中,如心电传感器可监测人体心电信号;在环境监测领域,光电传感器可用于大气污染检测、水质监测等方面。
此外,随着物联网技术的发展,传感器在智能家居、智能交通等领域也有越来越广泛的应用。
六、传感器的未来发展趋势随着科技的不断进步,传感器也在不断演进。
传感器调研报告一、引言随着科技的不断发展,传感器在各行各业中的应用越来越广泛。
传感器是一种能够感知并测量物理量的装置,能够将感知到的信息转化为可用的电信号或其他形式的输出。
本篇报告将对传感器进行调研,探讨其原理、分类、应用以及未来发展趋势等方面的内容。
二、传感器的原理传感器的工作原理基于各种不同的物理效应,如压力、温度、光线、声音等。
其中最常见的原理包括:电阻、电容、电感、压阻、光电效应等。
三、传感器的分类根据测量物理量的不同,传感器可以分为多种类型。
常见的分类包括压力传感器、温度传感器、光传感器、声传感器、加速度传感器等。
各种传感器根据其测量原理和应用领域的不同,具有各自独特的特点和优势。
四、传感器的应用传感器广泛应用于各个领域,如工业自动化、交通运输、医疗健康、环境监测等。
以工业自动化为例,传感器可以用于监测设备的运行状态、温度、压力等参数,实现设备的智能控制和故障诊断。
在交通运输领域,传感器可以用于车辆导航、智能停车、交通监控等方面。
在医疗健康领域,传感器可以用于监测患者的生命体征、药物浓度等信息,实现精准医疗。
在环境监测方面,传感器可以用于监测大气污染、水质状况、地震等自然灾害。
五、传感器的发展趋势随着物联网、人工智能等技术的快速发展,传感器也得到了进一步的提升和改进。
未来传感器的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 小型化:传感器将越来越小型化,以适应各种复杂环境和应用场景。
2. 高精度:传感器的测量精度将进一步提高,以满足对数据的高要求。
3. 多功能化:传感器将具备多种功能,能够同时感知多种物理量。
4. 无线化:传感器将借助无线通信技术,实现与其他设备的无线连接。
5. 自主化:传感器将具备自主决策的能力,能够根据环境变化做出相应的反应。
6. 节能化:传感器将采用低功耗技术,延长电池寿命,提高能源利用效率。
六、结论传感器作为一种重要的技术装置,已经在各个行业中得到广泛应用。
传感器的原理、分类、应用以及未来发展趋势等方面都需要深入研究和探讨。
传感器的应用调研报告传感器的应用调研报告一、引言随着科学技术的不断发展,传感器作为现代智能系统的重要组成部分,在各个领域的应用越来越广泛。
本调研报告主要通过对传感器的应用进行调研,以了解传感器在各个领域的具体应用情况。
二、传感器的定义与分类传感器是一种能够将感知物理量转化为容易处理的电信号的装置。
根据感知物理量的不同,传感器可以分为温度传感器、湿度传感器、压力传感器等等。
不同的传感器有着不同的工作原理和特点。
三、传感器在环境监测中的应用环境监测是传感器最常见的应用之一。
通过感知温度、湿度、噪音等环境参数,可以及时掌握环境质量,为环境改善提供参考。
例如,温度传感器可以应用于室内温度调节系统中,湿度传感器可以应用于农业大棚的湿度监测,以提高作物的生长效果。
四、传感器在工业自动化中的应用工业自动化是传感器应用的另一个重要领域。
通过传感器感知物体的位置、速度、压力等信息,可以实现自动控制和监测。
例如,位移传感器可以应用于机械装置的位置控制,压力传感器可以应用于流体管道的压力监测。
五、传感器在医疗领域中的应用传感器在医疗领域的应用也越来越广泛。
例如,心率传感器可以应用于心电图仪中,监测患者的心率变化;血糖传感器可以应用于血糖仪中,帮助糖尿病患者监测血糖水平。
六、传感器在智能家居中的应用随着智能技术的发展,传感器在智能家居中的应用也变得越来越重要。
通过感知环境参数,智能传感器可以实现自动控制和智能化管理。
例如,光感传感器可以应用于智能灯具中,自动调节亮度;声音传感器可以应用于智能音响中,根据环境声音自动调节音量。
七、传感器在交通运输中的应用传感器在交通运输中的应用可以提高交通效率和安全性。
例如,车速传感器可以应用于车辆速度监测系统中,帮助监控车辆的行驶速度;停车传感器可以应用于停车场系统中,指示车辆停车位置。
八、结论通过对传感器应用的调研,我们可以看到传感器在各个领域中的重要作用。
从环境监测到工业自动化,从医疗领域到智能家居,从交通运输到军事领域,传感器都发挥着不可替代的作用。
传感器调研报告《传感器调研报告》引言传感器是一种能够检测、测量和反馈特定环境条件的设备。
它们被广泛应用于工业领域、汽车制造、医疗保健、环境监测等领域。
为了更好地了解传感器的应用和发展趋势,我们进行了一项传感器调研。
调研目的该调研旨在了解传感器的种类、应用领域以及未来发展趋势,为企业和研究机构提供参考和指导。
调研方法我们通过文献查阅、网络搜索和实地走访的方式进行了调研。
我们关注了传感器的原理、分类、应用领域以及未来发展趋势。
调研结果1. 传感器的种类根据其原理和工作方式,传感器可以分为接触式传感器和无接触式传感器。
接触式传感器需要与被测物体接触,常见的有压力传感器、温度传感器等;无接触式传感器可以不直接接触被测物体,如红外传感器、声波传感器等。
2. 传感器的应用领域传感器在工业领域的应用非常广泛,用于监测生产过程中的各种参数;在汽车制造中,传感器用于监测车辆的各种状态;在医疗保健领域,传感器可用于监测患者的生理参数;在环境监测中,传感器可以用于监测空气质量、水质等。
3. 传感器的未来发展趋势未来,随着智能制造和智能物联网的发展,传感器将会更加智能化和多样化。
智能传感器将具备自学习和自适应能力,可以实现更精确的数据采集和分析。
此外,柔性传感器、微型传感器和纳米传感器等新型传感器技术也将会得到更多应用和发展。
结论传感器作为现代科技领域中的重要组成部分,其应用领域和发展前景广阔。
了解传感器的种类和应用领域,将可以更好地为企业和研究机构提供决策支持和发展方向。
综上所述,《传感器调研报告》对传感器的种类、应用领域和未来发展趋势进行了深入的调研和分析,为相关行业提供了重要的参考和指导。
希望该调研能够为传感器技术的应用和发展提供有益的思路和支持。
传感器调研报告传感器调研报告一、研究背景随着物联网、人工智能等技术的不断发展,传感器作为物联网的重要组成部分也越来越受到关注。
传感器是一种能够感知环境并将感知结果转化为电信号输出的设备,广泛应用于电子设备、汽车、工业自动化、医疗等领域。
传感器技术的发展,为各行各业的数据收集和智能化提供了基础支持。
因此,本调研报告旨在通过对传感器技术的调研,了解其发展现状和未来发展趋势,为相关企业和研究机构提供参考。
二、调研方法本调研采用文献资料法、问卷调查法、专家访谈法等多种方式进行,其中文献资料法主要用于了解传感器技术的基本概念、种类、原理以及应用领域等;问卷调查法主要用于了解市场需求和用户对传感器的认知和需求程度;专家访谈法主要用于对传感器技术发展趋势和未来研究方向的探讨。
三、调研结果1.传感器技术的发展现状传感器技术的发展已经取得了很大的进步,种类和应用领域也在不断扩展。
传感器现在已经广泛应用于以下领域:(1)物联网随着物联网的快速发展,传感器作为物联网的关键组件之一,实现了复杂物理环境中的数据采集和传输,并提供了数据挖掘、机器学习等高级应用。
(2)智能家居传感器技术被广泛应用于智能家居领域,可用于监测室内温度、湿度、光线强度等环境因素,实现室内自动化控制和节能管理。
(3)运动监测传感器可用于实现个人及团体运动健康监测,例如实时监测心率、步数、运动轨迹等,并通过数据分析提供更个性化和有效的锻炼方案。
(4)智能医疗传感器技术可以帮助医生监测病人的健康状况,例如测量血压、脉搏、体温等生理参数,并可通过数据分析提供更精确和快速的医疗服务。
2.市场需求和用户需求分析通过对调查问卷的统计分析,可以发现:(1)消费者对传感器技术具有较高的认知程度和使用需求,目前主要应用于智能家居、运动监测、智能医疗等领域,但在汽车、农业、环境监测等领域的应用还不是很普及。
(2)企业对传感器技术的需求主要是在智能制造领域,希望通过传感器的智能采集和综合分析,提高生产效率和监测产品质量。
光电传感器调研报告一、引言随着科技的快速发展,光电传感器作为一种重要的传感器类型,广泛应用于各种领域,如工业自动化、医疗设备、汽车电子等。
光电传感器的主要功能是利用光信号的转换来检测物体,具有非接触、高精度、高速度等优点。
本文将对光电传感器进行深入调研,并就其应用领域、市场现状、发展趋势等方面进行详细分析。
二、光电传感器概述光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置,其基本原理是利用光电效应。
光电效应是指光照射在物质表面上,使得物质表面的电子获得足够的能量而离开物体表面,形成电流。
光电传感器根据光照射在物体表面所引起的变化,如光强、光波长、光偏振等,来实现对物体状态的检测。
三、光电传感器应用领域1、工业自动化:在工业自动化领域,光电传感器被广泛应用于生产线上的物品检测、计数、定位等环节。
例如,在电子制造中,可以利用光电传感器对芯片焊接的质量进行检测。
光电传感器还在机器人视觉系统中发挥着重要作用,帮助机器人实现自主导航和操作。
2、医疗设备:光电传感器在医疗设备领域也有着广泛的应用,如医学影像设备、血糖检测仪等。
在医学影像设备中,光电传感器可以用于对X光、CT等图像的获取和解析。
在血糖检测仪中,光电传感器则可以用于对血液中糖分含量的精确检测。
3、汽车电子:随着汽车科技的发展,光电传感器在汽车电子领域的应用也越来越广泛。
例如,在自动驾驶系统中,光电传感器可以用于对车辆周围环境的实时监测和解析。
在汽车照明系统中,光电传感器也可以用于对灯光亮度和色温的精确控制。
四、光电传感器市场现状及发展趋势1、市场现状:目前,全球光电传感器市场已经形成了以欧美、日本等发达国家为主导的竞争格局。
这些国家的企业在技术研发、品牌渠道等方面具有较大优势。
同时,随着国内制造业的快速发展,国内市场对光电传感器的需求也在不断增长。
2、发展趋势:未来,随着技术的进步和应用领域的拓展,光电传感器市场将呈现以下发展趋势:(1)高精度、高速度:随着工业自动化、医疗设备等领域的发展,对光电传感器的精度和速度要求越来越高。
温度传感器调研报告一、引言温度传感器是一种能够测量周围环境温度变化的设备。
它被广泛用于各个领域,包括工业、医疗、汽车等。
本报告旨在对温度传感器的种类、应用领域以及发展趋势进行调研和分析。
二、温度传感器的种类1. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种基于材料阻值随温度变化的原理来测量温度的传感器。
常见的材料包括铂、镍和铜等。
这种传感器具有较高的精度和稳定性,适用于需要较高温度测量的环境。
2. 热电温度传感器热电温度传感器基于两个不同金属之间形成的热电效应来测量温度变化。
常用的热电偶包括铂铑-铂、铜-铜镍、铁-铜镍等。
热电温度传感器具有快速响应和较广的测量范围等特点,被广泛应用于工业控制系统和实验室测量。
3. 红外非接触式温度传感器红外非接触式温度传感器利用物体自身辐射的红外辐射来测量温度。
它通过对红外辐射能量进行计算,将其转换为温度值。
这种传感器适用于需要非接触测量的环境,如高温物体、移动目标等。
4. 热流传感器热流传感器是一种能够测量热量传导的传感器。
它基于热敏电阻和导热膜等技术来测量热量的传导程度,进而得出温度变化。
热流传感器被广泛应用于电子设备、空调系统等领域。
三、温度传感器的应用领域1. 工业领域在工业上,温度传感器被广泛应用于控制系统和过程监测中。
例如,在冶金工业中,温度传感器可以用于监测熔炉的温度变化,以确保金属熔化的质量和效率。
在食品加工行业中,温度传感器可以用于监测食品的加热过程,以确保食品的安全和质量。
2. 医疗领域在医疗领域,温度传感器被广泛用于监测患者的体温变化。
体温是人体健康的一个重要指标,温度传感器能够准确测量患者的体温,并及时反馈给医护人员,以便及时采取治疗措施。
此外,温度传感器也被应用于药物储存和输液过程的温度监控。
3. 汽车领域在汽车领域,温度传感器被应用于汽车内部和外部的温度监测。
例如,在车内,温度传感器可以用于自动调节空调系统的温度,提供舒适的驾驶环境。
在发动机部件中,温度传感器可以监测发动机的温度变化,以确保发动机正常运行。
温度传感器调研报告1. 引言温度传感器是一种用于测量环境温度的设备,应用广泛于工业、农业、医疗等领域。
随着物联网的发展,对温度传感器的需求越来越大。
本调研报告将对目前市场上常见的温度传感器进行调研和比较,以便更好地了解温度传感器的特点和应用。
2. 传感器类型2.1 热电偶热电偶是一种基于热电效应的温度传感器,由两条不同金属材料的导线焊接而成。
它的优点是测量范围广,可达到2000C以上,并且对环境湿度、电磁辐射等有良好的适应性。
然而,由于其输出信号微弱,需要进行放大和线性化处理。
2.2 热敏电阻热敏电阻是一种基于材料的电阻随温度变化而变化的原理进行温度测量的传感器。
常见的热敏电阻有铂热敏电阻和石墨热敏电阻。
它的优点是结构简单, 响应速度较快,适用于测量较低温度。
然而,热敏电阻的灵敏度较低,需要进行较多的温度补偿。
2.3 红外温度传感器红外温度传感器利用物体辐射出的红外线进行非接触式测温,常见的有红外温度传感器和红外线阵列传感器。
它的优点是测量非接触,适用于需要测量高温或不能直接接触的物体。
然而,红外温度传感器在测量过程中受到环境干扰的影响较大。
3. 比较分析3.1 精度和稳定性热电偶和热敏电阻具有较高的测量精度和稳定性,热电偶的测量精度可以达到0.1C,而热敏电阻的测量精度可以达到0.01C。
红外温度传感器的测量精度较低,通常在1C左右。
3.2 响应时间热敏电阻响应时间比较短,可以在几十毫秒内测量到温度变化。
而热电偶和红外温度传感器的响应时间相对较长,通常在几百毫秒到几秒钟之间。
3.3 应用范围热电偶和热敏电阻适用于广泛的温度测量范围,能够满足工业、医疗等领域的需求;而红外温度传感器适用于非接触式测温,特别适合测量高温或有辐射的物体。
3.4 成本热敏电阻具有较低的成本,适用于成本敏感的场合;而热电偶和红外温度传感器的成本较高。
4. 结论根据以上比较分析,不同类型的温度传感器各有优劣,需要根据具体需求选择合适的传感器。
传感器调研报告(共4篇)传感器调研报告(共4篇)第1篇湿度传感器调研报告目录一.湿度传感器原理 (2)1.氯化锂湿度传感器 .22.碳湿敏元件23.氧化铝湿度计 (3)4.陶瓷湿度传感器 (3)二.湿度及其表示方法 (3)1.绝对湿度 (3)2.相对湿度 (4)三.湿度传感器的性能特点及产品分类 (4)四.湿度传感器典型产品的技术指标 (5)五.各类湿度传感器特性曲线 ......6 六.湿度传感器的选型 .. (7)1.精度和长期稳定性 .72.湿度传感器的温度系数 (7)3.湿度传感器的供电 .74.互换性 ........7 七.应用场景 .. (8)1.湿度开关 (8)2.智能湿度测量仪 .....8 八.湿度传感器的展望 .....9 湿度传感器调研报告一.湿度传感器原理湿敏元件是最简单的湿度传感器。
湿敏元件主要有电阻式.电容式两大类。
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。
湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯.聚酰亚胺.酪酸醋酸纤维等。
当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。
电子式湿敏传感器的准确度可达2-3RH,这比干湿球测湿精度高。
湿敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境湿度时,湿敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。
这方面没有干湿球测湿方法好。
下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。
1.氯化锂湿度传感器(1)电阻式氯化锂湿度计第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。
这种元件具有较高的精度,同时结构简单.价廉,适用于常温常湿的测控等一系列优点。
氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。
单个元件的有效感湿范围一般在20RH 以内。
例如0.05的浓度对应的感湿范围约为(80100)RH ,0.2的浓度对应范围是(6080)RH 等。
由此可见,要测量较宽的湿度范围时,必须把不同浓度的元件组合在一起使用。
可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个,采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为(15100)RH,国外有些产品声称其测量范围可达(2100)RH 。
(2)露点式氯化锂湿度计露点式氯化锂湿度计是由美国的 Forboro 公司首先研制出来的,其后我国和许多国家都做了大量的研究工作。
这种湿度计和上述电阻式氯化锂湿度计形式相似,但工作原理却完全不同。
简而言之,它是利用氯化锂饱和水溶液的饱和水汽压随温度变化而进行工作的。
2.碳湿敏元件碳湿敏元件是美国的 E.K.Carver 和C.W.Breasefield 于1942年首先提出来的,与常用的毛发.肠衣和氯化锂等探空元件相比,碳湿敏元件具有响应速度快.重复性好.无冲蚀效应和滞后环窄等优点,因之令人瞩目。
我国气象部门于70年代初开展碳湿敏元件的研制,并取得了积极的成果,其测量不确定度不超过5RH ,时间常数在正温时为23s,滞差一般在7左右,比阻稳定性亦较好。
3.氧化铝湿度计氧化铝传感器的突出优点是,体积可以非常小(例如用于探空仪的湿敏元件仅90m厚.12mg重),灵敏度高(测量下限达-110露点),响应速度快(一般在 0.3s 到3s 之间),测量信号直接以电参量的形式输出,大大简化了数据处理程序,等等。
另外,它还适用于测量液体中的水分。
如上特点正是工业和气象中的某些测量领域所希望的。
因此它被认为是进行高空大气探测可供选择的几种合乎要求的传感器之一。
也正是因为这些特点使人们对这种方法产生浓厚的兴趣。
然而,遗憾的是尽管许多国家的专业人员为改进传感器的性能进行了不懈的努力,但是在探索生产质量稳定的产品的工艺条件,以及提高性能稳定性等与实用有关的重要问题.上始终未能取得重大的突破。
因此,到目前为止,传感器通常只能在特定的条件和有限的范围内使用。
近年来,这种方法在工业中的低霜点测量方面开始崭露头角。
4.陶瓷湿度传感器在湿度测量领域中,对于低湿和高湿及其在低温和高温条件下的测量,到目前为止仍然是一个薄弱环节,而其中又以高温条件下的湿度测量技术最为落后。
以往,通风干湿球湿度计几乎是在这个温度条件下可以使用的唯一方法,而该法在实际使用中亦存在种种问题,无法令人满意。
另一方面,科学技术的进展,要求在高温下测量湿度的场合越来越多,例如水泥.金属冶炼.食品加工等涉及工艺条件和质量控制的许多工业过程的湿度测量与控制。
因此,自60年代起,许多国家开始竟相研制适用于高温条件下进行测量的湿度传感器。
考虑到传感器的使用条件,人们很自然地把探索方向着眼于既具有吸水性又能耐高温的某些无机物上。
实践已经证明,陶瓷元件不仅具有湿敏特性,而且还可以作为感温元件和气敏元件。
这些特性使它极有可能成为一种有发展前途的多功能传感器。
寺日.福岛.新田等人在这方面已经迈出了颇为成功的一步。
他们于1980 年研制成称之为“湿瓷型”的多功能传感器。
前者可测控温度和湿度,主要用于空调,后者可用来测量湿度和诸如酒精等多种有机蒸气,主要用于食品加工方面。
二.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。
大气湿度有两种表示方法绝对湿度与相对湿度。
1.绝对湿度rMVV 绝对湿度表示单位体积空气里所含水汽的质量,其表达式为式中被测空气的绝对湿度MV一被测空气中水汽的质量V 被测空气的体积2.相对湿度相对湿度是气体的绝对湿度V与在同一温度下,水蒸汽已达到饱和的气体的绝对湿度W之比,常表示为RH其表达式为相对湿度 V /W100RH根据道尔顿分压定律,空气中压强PPaPVPa为干空气分压,PV为湿空气气压和理想状态方程,通过变换又可将相对湿度用分压表示相对湿度 PV /PW100 RH;式中PV一待测气体的水汽分压;Pw一同一温度下水蒸汽的饱和水汽压。
三.湿度传感器的性能特点及产品分类目前,国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywell公司(HIH-3602.HIH-3605.HIH-3610型),Humirel公司(HM1500.HM1520.HF3223.HTF3223型),Sensiron公司(SHT11.SHT15型)。
这些产品可分成以下三种类型线性电压输出式集成湿度传感器典型产品有HIH3605/3610.HM1500/1520。
其主要特点是采用恒压供电,内置放大电路,能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号,响应速度快,重复性好,抗污染能力强。
线性频率输出集成湿度传感器典型产品为HF3223型。
它采用模块式结构,属于频率输出式集成湿度传感器,在55RH时的输出频率为8750Hz(型值),当上对湿度从10变化到95时,输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。
这种传感器具有线性度好.抗干扰能力强.便于配数字电路或单片机.价格低等优点。
频率/温度输出式集成湿度传感器典型产品为HTF3223型。
它除具有HF3223的功能以外,还增加了温度信号输出端,利用负温度系数(NTC)热敏电阻作为温度传感器。
当环境温度变化时,其电阻值也相应改变并且从NTC端引出,配上二次仪表即可测量出温度值。
单片智能化温度/温度传感器年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11.SHT15型智能化湿度/温度传感器,其外形尺寸仅为7.6(mm)5mm2.5(mm),体积与火柴头相近。
出厂前,每只传感器都在温度室中做过精密标准,标准系数被编成相应的程序存入校准存储器中,在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。
它们不仅能准确测量相对温度,还能测量温度和露点。
测量相对温度的范围是0100,分辨力达0.03RH,最高精度为2RH。
测量温度的范围是-40123.8,分辨力为0.01。
测量露点的精度芯片内部包含相对湿度传感器.温度传感器.放大器.14位A/D转换器.校准存储器(E2PROM).易失存储器(RAM)是.状态寄存器.循环冗余校验码(CRC)寄存器.二线串行接口.控制单元.加热器及低电压检测电路。
其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度.温度的信号,然后经过放大,分别送至A/D转换器进行模/数转换.校准和纠错,最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至C。
鉴于SHT11/15输出的相对湿度读数值与被测相对湿度呈非线性关系,为获得相对湿度的准确数据,必须利用C对读数值进行非线性补偿。
此外当环境温度TA25时,还需要对相对湿度传感器进行温度补偿。
芯片内部有一个加热器。
将状态寄存器的第2位置“1”时该加热器接通电源,可使传感器的温度大约升高5,电源电流亦增加8mA采用5V电源。
使用加热器可实现以下三种功能通过比较加热前后测出的相对湿度值及温度值,可确定传感器是否正常工作;在潮湿环境下使用加热器,可避免传感器凝露;测量露点时也需要使用加热器。
露点也是湿度测量中的一个重要参数,它表示在水汽冷却过程中最初发生结露的温度。
为了计算露点,Sensirion公司还向用户提供一个测量露点的程序“SHT xdp.bsx”。
利用该程序可以控制内部加热器的通.断,再根据所测得的温度值及相对湿度值计算出露点。
在命令响应界面上运行此程序时,计算机屏幕上就显示提示符“”。
用户首先从键盘上输入字母“S”,然后输入相应的数字,即可获得下述结果输入数字“1”时,测量并显示出摄氏温度dgCxx.x;输入数字“2”时,测量并显示出相对湿度RHxx.x;输入数字“3”时,打开加热器,使传感器温度升高5;输入数字“4”时,关闭加热器,使传感器降温;输入数字“5”时,显示露点温度dpCxx.x。
四.湿度传感器典型产品的技术指标湿度传感器的测量范围一般可达到0100。
但有的厂家为保证精度指标而将测量范围限制为1095。
设计3.3V低压供电的湿度/温度测试系统时,可选用SHT11.SHT15传感器。
这种传感器在测量阶段的工作电流为550A,平均工作电流为28A(12位)或2A(8位)。
上电时默认为休眠模式(Sleep Mode),电源电流仅为0.3A(典型值)。
测量完毕只要没有新的命令,就自动返回休眠模式,能使芯片功耗降至最低。
此外,它们还具有低电压检测功能。
当电源电压低于2.45V0.1V时,状态寄存器的第6位立即更新,使芯片不工作,从而起到了保护作用。
五.各类湿度传感器特性曲线二氧化钛-五氧化二钒湿敏器件的感湿特性曲线PI电容式湿度传感器湿度特性图MgCr2O4TiO2 湿敏元件的温度特性聚酰亚胺湿度传感器湿度特性图羟乙基纤维素碳湿敏感元件的感湿特性曲线六.湿度传感器的选型国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一,质量价格都相差较大,用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度,需要在这方面作深入的了解。