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温湿度传感器参数温湿度传感器参数温湿度传感器是一种测量环境中温度和相对湿度的设备。
它们通常用于监测室内和室外环境中的气候条件，以便控制空调、加热和通风系统。
以下是有关温湿度传感器参数的详细信息。
一、测量范围温湿度传感器的测量范围是指它能够正确地读取的温度和湿度值的区间。
这个范围通常由两个数字表示，例如：0-100% RH 和 -40°C 到85°C。
这意味着该传感器可以在-40°C到85°C之间测量温度，并在0-100% RH之间测量相对湿度。
二、准确性准确性是指传感器读取值与实际值之间的差异程度。
这通常由一个百分比表示，并且与特定的环境条件有关。
在标准大气压下，一个具有±2%RH精度的传感器将在20°C时读取98%RH时实际上可能只有96%RH。
三、响应时间响应时间是指从环境发生变化到传感器检测到并显示变化所需的时间。
响应时间越短，传感器越能够快速反应环境变化。
这通常由秒数表示。
四、稳定性稳定性是指传感器在长期使用过程中的准确性和响应时间是否会发生变化。
稳定性越好，传感器的使用寿命就越长。
五、输出信号温湿度传感器可以产生不同类型的输出信号。
它们可以通过模拟电压输出或数字通信协议（如I2C或SPI）输出数据。
选择正确的输出类型将有助于确保与其他设备的兼容性。
六、尺寸和安装温湿度传感器可以有不同的尺寸和安装方式。
一些传感器可以直接插入电路板上，而其他一些需要固定在外壳中。
选择正确的尺寸和安装方式将有助于确保传感器适合所需的应用程序。
七、额外特性一些温湿度传感器具有额外特性，例如自动校准或防抖动功能。
这些特性可以提高传感器的准确性和可靠性，并使其更适合特定应用程序。
总结：以上是关于温湿度传感器参数的详细信息介绍。
了解这些参数对于选择正确的温湿度传感器非常重要，以确保传感器能够满足所需的应用程序要求。
在选择温湿度传感器时，需要考虑测量范围、准确性、响应时间、稳定性、输出信号、尺寸和安装以及额外特性等因素。
温湿度传感器的原理及应用温湿度传感器是一种用于测量环境中温度和湿度的装置，常见于气象、农业、仓储、制造业等领域。
本文将介绍温湿度传感器的原理和应用。
一、原理温湿度传感器的工作原理可以分为电阻式、电容式、热电偶式和表面声波式等多种类型。
下面分别介绍几种常见的原理。
1. 电阻式传感器电阻式传感器通过利用材料的温度和湿度敏感特性来测量环境中的温湿度。
常用的电阻式传感器有热敏电阻和湿敏电阻。
热敏电阻：热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化可以推算出环境的温度。
湿敏电阻：湿敏电阻的电阻值随湿度的变化而变化，通过测量电阻值的变化可以推算出环境的湿度。
2. 电容式传感器电容式传感器通过测量电容的变化来得知温湿度的信息。
通常使用一对金属电极构成的电容器，在环境的温湿度变化时，电容的值会发生相应的变化，通过测量电容值的变化可以得知环境的温湿度。
3. 热电偶式传感器热电偶是利用两种不同金属的热电特性产生的热电势差来测量温度的装置。
通过测量热电偶之间的电势差，可以精确地得知环境的温度。
4. 表面声波式传感器表面声波式传感器采用封装有特殊材料的压电晶体，利用压电效应将输入的温湿度信号转化为表面声波的频率变化，通过测量频率的变化可以得知温湿度的信息。
二、应用温湿度传感器在各个领域有着广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景。
1. 气象领域气象预测是温湿度传感器在气象领域的主要应用之一。
通过安装在气象站、气球探测器等设备中的传感器，可以实时地测量和记录环境中的温度和湿度数据。
这些数据是气象预报和气候研究的重要依据。
2. 农业领域温湿度传感器在农业领域的应用主要是用于控制温室的温湿度环境。
通过实时监测温室内的温湿度变化，可以根据作物的需求进行相应的调控，提高产量和质量。
3. 仓储领域在仓储领域，温湿度传感器用于监测储存物品的温湿度，以确保物品在适宜的环境下保存。
特别是一些对温湿度要求较高的物品，如药品、食品等，通过传感器实时监测，可以防止物品的变质和损坏。
湿度传感器工作原理及应用人类的生存和社会活动与湿度密切相关。
随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。
由于应用领域不同，对湿度传感器的技术要求也不同。
从制造角度看，同是湿度传感器，材料、结构不同，工艺不同．其性能和技术指标有很大差异，因而价格也相差甚远。
对使用者来说，选择湿度传感器时，首先要搞清楚需要什么样的传感器；自己的财力允许选购什么档次的产品，权衡好“需要与可能”的关系，不致于盲目行事。
我们从与用户的来往中，觉得有以下几个问题值得注意。
1．选择测量范围和测量重量、温度一样，选择湿度传感器首先要确定测量范围。
除了气象、科研部门外，搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100％RH)测量。
在当今的信息时代，传感器技术与计算机技术、自动控制拄术紧密结合着。
测量的目的在于控制，测量范围与控制范围合称使用范围。
当然，对不需要搞测控系统的应用者来说，直接选择通用型湿度仪就可以了。
下面列举一些应用领域对湿度传感器使用温度、湿度的不同要求，供使用者参考(见表1)。
用户根据需要向传感器生产厂提出测量范围，生产厂优先保证用户在使用范围内传感器的性能稳定一致，求得合理的性能价格比，对双方来讲是一件相得益彰的事情。
2、选择测量精度和测量范围一样，测量精度同是传感器最重要的指标。
每提高—个百分点．对传感器来说就是上一个台阶，甚至是上一个档次。
因为要达到不同的精度，其制造成本相差很大，售价也相差甚远。
例如进口的1只廉价的湿度传感器只有几美元，而1只供标定用的全湿程湿度传感器要几百美元，相差近百倍。
所以使用者一定要量体裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
生产厂商往往是分段给出其湿度传感器的精度的。
如中、低温段(0一80％RH)为±2％RH，而高湿段(80—100％RH)为±4％RH。
而且此精度是在某一指定温度下(如25℃)的值。
如在不同温度下使用湿度传感器．其示值还要考虑温度漂移的影响。
众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。
湿度传感器的原理及应用论文范文一、引言湿度传感器是一种常见的电子传感器，用于测量空气中的湿度水分含量。
它广泛应用于气象、工业、农业等领域，在各个领域都发挥着重要的作用。
本文将介绍湿度传感器的原理以及在不同领域的应用。
二、湿度传感器的原理湿度传感器的原理基于物质吸湿性能的变化。
常见的湿度传感器有电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器两种类型。
2.1 电阻式湿度传感器原理电阻式湿度传感器使用一种湿度敏感材料作为电阻元件，该材料的电阻随湿度变化而变化。
当湿度增加时，湿度敏感材料吸湿膨胀，导致电阻增加；当湿度减少时，湿度敏感材料脱湿收缩，导致电阻减少。
通过测量电阻的变化，可以间接测量湿度的变化。
2.2 电容式湿度传感器原理电容式湿度传感器通过测量电容的变化来间接测量湿度。
传感器由两个电极和一个吸湿材料组成，当空气中的湿度变化时，吸湿材料的含水量发生变化，导致电极之间的电容值发生变化。
传感器测量电容的变化，并转换为相应的湿度值。
三、湿度传感器的应用领域湿度传感器在许多领域中具有广泛的应用。
3.1 气象领域湿度是气象学中一个重要的参数，对天气的变化和气候的研究起着至关重要的作用。
气象领域常用湿度传感器来测量大气中的湿度水分含量，从而预测天气变化、制定农业灌溉计划等。
3.2 工业领域在工业领域中，湿度传感器常用于检测生产环境中的湿度水分含量。
例如，在食品加工过程中，湿度传感器可以帮助控制空气湿度，确保产品的质量和安全性。
在纺织品和木材行业中，湿度传感器可以帮助控制材料的干燥程度，防止发霉和变形。
3.3 农业领域农业领域对于湿度的要求较高，湿度传感器被广泛用于农业自动化系统中。
例如，在温室种植中，湿度传感器可以监测温室内的湿度水分含量，调节温室的通风和灌溉系统，提供适宜的生长条件。
在农田灌溉中，湿度传感器可以测量土壤湿度，帮助合理使用水资源和制定灌溉计划。
3.4 生活领域在生活领域，湿度传感器也有很多应用。
例如，智能家居系统中的湿度传感器可以监测室内湿度，根据湿度的变化调节室内空调系统，提供舒适的生活环境。
湿敏传感器在各方面的应用【引言】ROTRONIC暖通净化工程用温湿度传感器：罗卓尼克公司自1967年开始研发湿度传感器，产品经过多年来的经验积累和技术改进，已经成为全球领先的湿度测量专家。
产品具有高精度和高可靠性等特点，具有竞争力的价格及灵活的组合式解决方案，深受诸多用户喜爱，在各种场合得以广泛应用。
ROTRONIC全部产品都在瑞士总部进行研发和制造，工厂拥有一流的校准实验室，ISO9001-2000质量认证。
在全球有很多分公司和有丰富经验的代理商。
ROTRONIC自1965年一直致力于温湿度测量产品的研发制造。
为了能在多种应用中，以最具竞争力的价格为客户提供更高精度、更灵活的产品，从传感器进入市场以来，ROTRONIC从未间断过对它的改进，并一直采用最佳质材料和最先进的生产技术。
ROTRONIC 全部产品都在瑞士总部研发制造(ISO9001:2000)。
ROTRONIC公司具备瑞士国家级校准服务SCS实验室(SCS065)和世界顶级的传感器设计专家和团队。
直到今天，在市场上所有可以测量和 200°C环境的湿度传感器中，传感器仍有着最为广泛的应用。
作为具有多年经验的湿度测量专家，ROTRONIC为客户提供最佳性能的OEM产品和最高性价比的温湿度解决方案，同时也为客户提供维修和校准服务。
同时ROTRONIC正为未来的传感器市场份额奋斗、打拼。
【工作原理介绍】一、工作原理湿敏随着时代的发展，科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门，越来越需要采用湿度传感器，对产品质量的要求越业越高，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。
湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。
如何使用好湿度传感器，如何判断湿度传感器的性能，这对一般用户来讲，仍是一件较为复杂的技术问题。
1 湿度传感器的分类及感湿特点湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。
传感器的分类及特点传感器是用于将感知到的信息转化成可供人和机器理解的信号或者用于探微仪器、感知器、研究装置、计量器及其他设备上的核心部件。
根据其工作原理和应用领域不同，传感器可以分为多种类型，并具有各自独特的特点。
1.分类1.1根据感知物理量的种类按照传感器所感知的物理量的种类，传感器可以分为以下几类：（1）温度传感器：用于感知环境的温度变化，常用的有热敏电阻、热电偶和红外温度传感器等。
（2）压力传感器：用于感知物体所受外力的大小，常见的有压力电阻、压电传感器和电容式压力传感器等。
（3）湿度传感器：用于感知环境的湿度变化，常见的有电容湿度传感器和电导湿度传感器等。
（4）光电传感器：用于感知光的强度和光的频率，常见的有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。
（5）气体传感器：用于感知气体浓度和成分，常见的有化学传感器和电化学传感器等。
（6）加速度传感器：用于感知物体的加速度和震动，常见的有压电加速度传感器和惯性式加速度传感器等。
（7）位置传感器：用于感知物体的位置和位移，常见的有旋转编码器、线性位移传感器和倾角传感器等。
（8）流量传感器：用于感知流体的流量，常见的有电磁流量传感器和热式流量传感器等。
（9）生物传感器：用于感知生物体的生理特征，常见的有心率传感器和脑电传感器等。
（10）运动传感器：用于感知人体的运动特征，常见的有加速度计和陀螺仪等。
（11）声音传感器：用于感知声波的压力、振动或声级，常见的有麦克风和声强传感器等。
（12）化学传感器：用于感知化学物质的浓度和成分，常见的有气敏电阻和化学发光传感器等。
1.2根据工作原理的不同按照传感器的工作原理不同，传感器可以分为以下几类：（1）电阻型传感器：根据电阻值的变化来感知物理量的变化，常见的有热敏电阻和力敏电阻等。
（2）电容型传感器：根据电容值的变化来感知物理量的变化，常见的有电容湿度传感器和电容位移传感器等。
（3）电感型传感器：根据电感值的变化来感知物理量的变化，常见的有磁感应式流量传感器和接近开关等。
最近，廉价的电容式湿度传感器非常盛行，使得用户也有些混乱。
为了对应此事态，我们总结一下有关电阻式湿度传感器与电容式湿度传感器的一般区别。
（仅供参考）一般来说，湿度传感器从它的电气特性种类来区别有电阻式与电容式。
其基本特性、依赖性特性由于材料，构造等不同会有区别。
而且各个厂家也有各自的特点。
因此，并不能一概而论。
电阻式湿度传感器1.优点1)与电容式相比，构造简单，比较容易实现大量生产与低价位。
2)不必像电容式传感器一样要考虑引线间的容量，因此可以把传感器随意拉伸，设计自由度较大。
3)特性由于是对数变化（变化程度大），对于电阻变化湿度变化小。
（根据此点，例如电极的偏差等对特性的影响程度小，不稳定性也小。
即使稍有变化但转换成湿度后就很难显现。
）2.缺点1)温度特性与电容式相比较大（0.5%rh/℃），通常需要温度补偿。
2)特性由于是对数变化，如不进行对数转换等的处理，将不能得到线性特征。
3)低湿范围由于电阻较高难以检出。
（20%rh左右为界限）另外容易受到干扰影响。
电容式湿度传感器 1. 优点1)一般来说，可以检知从0%rh开始的低湿。
2)电容值比较接近线性，不需要对数变化。
3)温度特性与电阻式相比较小（0.05～0.1%rh/℃左右），在一般用途上不需要温度补偿。
4)构造上为了增大电容值，做成了薄膜状，比起电阻式响应速度快的产品较多。
2. 缺点1)如果用引线延长传感器的话，电容值会变化，因此不适合延长传感器单体。
还有组装进装置内的话，因为通过引线而改变位置比较困难，所以设计自由度较小。
2)变化量比较小，但微小的电容变化会导致很大的误差。
因此廉价的传感器偏差较大。
（用于计测用的传感器也有相当高精度的东西，但这些估计式都经过了处理。
）3)变化量少这一事实虽然在依赖面上可以有些说法。
但微小的电容变化会产生很大的误差。
因此信赖性不好的传感器，会产生较大的湿度变化。
4)虽然变化量少，但其他回路部品的偏差、温度特性会有较大的影响，因此在选定回路部品时要注意。
土壤湿度传感器的原理及参数一、引言土壤湿度传感器是一种用于测量土壤湿度的设备，广泛应用于农业、园艺以及环境监测等领域。
了解土壤湿度传感器的工作原理和参数对于正确使用和解读传感器数据非常重要。
本文将深入探讨土壤湿度传感器的原理以及影响传感器性能的参数。
二、土壤湿度传感器的原理土壤湿度传感器主要基于两种原理进行测量：电阻法和电容法。
以下分别介绍这两种原理：2.1 电阻法电阻法是基于土壤的电导率与湿度之间的关系。
当土壤湿度增加时，土壤中的电导率也会随之增加。
电阻法传感器通常由两个电极构成，通过测量电极之间的电阻来推算土壤的湿度。
2.2 电容法电容法是基于土壤的介电常数与湿度之间的关系。
土壤的电容会随着湿度的增加而增加，因为水分具有较高的介电常数。
电容法传感器在测量土壤湿度时，会通过测量土壤和电极之间的电容变化来计算湿度。
三、土壤湿度传感器的参数土壤湿度传感器的性能主要取决于以下参数：3.1 测量范围测量范围表示传感器能够测量的土壤湿度的范围。
不同类型的传感器具有不同的测量范围，一般可分为干旱区域、适中湿润区域和高湿润区域等。
3.2 精度精度是指传感器测量结果与实际值之间的误差。
传感器的精度越高，表示测量结果与实际值之间的误差越小。
3.3 响应时间响应时间是指传感器从感知到土壤湿度变化到输出结果所需的时间。
响应时间较短的传感器可以更及时地反映土壤湿度的变化。
3.4 输出类型传感器的输出类型可以是模拟信号或数字信号。
模拟输出通常表示为电压值或电阻值，而数字输出通常使用I2C或SPI等数字通信协议。
3.5 可靠性传感器的可靠性表示其长期稳定性和工作寿命。
可靠性较高的传感器能够在各种环境条件下长时间稳定地工作。
3.6 抗干扰能力土壤湿度传感器常常会受到环境干扰，如温度变化、盐度等。
抗干扰能力较强的传感器能够减小这些干扰对测量结果的影响。
四、总结通过本文的探讨，我们了解了土壤湿度传感器的工作原理和主要参数。
电阻法和电容法是两种常见的测量原理，不同传感器具有不同的测量范围、精度、响应时间等参数。
温湿度传感器的工作原理一、温度传感器温度传感器通常采用热电偶、热敏电阻、负温度系数热敏电阻、热电偶以及红外热感应等仪器来测量温度。
热电偶和热敏电阻是较为常用的两类温度传感器。
1.热电偶热电偶的工作原理是利用材料热电效应，将温度变化转化为电信号来测量温度。
热电偶包含两个不同种类的金属，当两者相接触时，由于材料的电化学特性不同，会产生一个温度差，从而产生电动势。
由此可得到温度的大小。
热电偶的精度高、响应速度快，但是需要校准及注意使用环境。
2.热敏电阻热敏电阻的工作原理是依据热敏效应，在温度变化下会使电阻值发生相应变化来测量温度。
热敏电阻根据材料不同分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
正温度系数热敏电阻在温度升高时，电阻值也随之升高。
而负温度系数热敏电阻则是在温度升高时，电阻值会随之下降。
热敏电阻具有结构简单、稳定性高、成本较低的特点，但是响应速度相对较慢。
湿度传感器主要分为化学吸附式湿度传感器、电容式湿度传感器、热失重法湿度传感器、振荡式湿度传感器等多种类型。
电容式湿度传感器是较为常用的一类传感器。
1.电容式湿度传感器电容式湿度传感器的工作原理是利用电容器的等电性。
传感器内部设有两个电极板，当空气中的水分子吸附到电极板上时，两个电极板之间的电容值就会发生改变。
由此可以推算出空气中水分的含量。
电容式湿度传感器具有快速响应、高精度、线性范围宽等优点。
化学吸附式湿度传感器的原理是利用一些特殊的化学吸附材料，如硅胶、氯化钙等，在吸附水分子后，发生化学反应产生电信号，从而间接测量湿度。
但是这种传感器响应速度较慢，而且相对较复杂。
通过上述的介绍，我们可以了解到温湿度传感器的工作原理及其主要种类。
在实际应用中，根据不同的使用环境和需要，可以选择不同种类的传感器来满足测量需求。
三、温湿度传感器的应用温湿度传感器的应用十分广泛，无论是在家居环境中，还是在工业控制领域中，都有着重要的作用。
家居环境中，温湿度传感器主要用于室内环境的监测，如测量室内温度、湿度等，以此来提供舒适的室内环境。
湿度传感器课件α粒子带正电荷由两粒带正电荷的质子和两粒中性的中子组成相等于一个氦原子核由于带正电荷它会受电磁场影响在自然界内大部份的重元素原子序数为82或以上都会在衰变时释放它例如铀和镭由于α粒子的体积比较大又带两个正电荷很容易就可以电离其他物质因此它的能量亦散失得较快穿透能力在众多电离辐射中是最弱的人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子不过如果人类吸入或进食具有α粒子放射性的物质譬如吸入了辐射烟羽α粒子就能直接破坏内脏细胞它的穿透能力虽然弱但由于它的电离能力很强它对生物所造成的危害并不下于其他辐射β粒子是高速的电子由于带负电荷会受电磁场影响它的体积比α粒子细得多穿透能力则比α粒子强需要一块几毫米厚的铝片才可以阻挡它很多放射性物质都会在衰变时放出β粒子放射性元素的半衰期长短差别很大短的远小于一秒长的可达数万年利用物质吸收水分子而导电率发生变化检测湿度潮解指的是物质在空气中吸收水分使得表面逐渐变得潮湿滑润最后物质就会从固体变为该物质的溶液反映湿度传感器温度特性的一个比较直观实用的物理量氯化锂湿敏电阻即电解质湿敏电阻利用物质吸收水分子而导电率发生变化检测湿度在氯化锂LiCl溶液中Li和Cl以正负离子的形式存在锂离子Li对水分子的吸收力强离子水合成度高溶液中的离子导能力与溶液浓度成正比溶液浓度增加导电率上升当溶液置于一定湿度场中若环境RH上升溶液吸收水分子使浓度下降电阻率ρ上升反之RH下降溶液吸收水分子使浓度上升电阻率ρ下降通过测量溶液电阻R值实现对湿度测量负湿敏特性半导体瓷湿敏电阻电阻随湿度增加而下降由于水分子中氢原子具有很强的正电场当水分子在半导体瓷表面吸附时可能从半导体瓷表面俘获电子使半导体表面带负电相当表面电势变负电阻率随湿度增加而下降 7电压特性加直流电会引起感湿体内水分子的电解使电导率随时间的增加而下降用湿度传感器测量湿度时不能用直流电压采用交流电压右图表示湿度传感器的电阻与外加交流电压之间的关系测试电压小于5V时电压对阻湿特性没有影响交流电压大于15V时由于产生焦耳热对湿度传感器的阻湿特性产生了较大影响因而一般湿度传感的使用电压都小于10V Lg R Ω 0 1 2 3 4 5 6 5 7 8 4 20℃ 100Hz 11 RH 33 RH 75 RH 100 RH UV 电阻－频率特性 20℃ 5V 11 RH 33 RH 100 RH Lg f Hz 0 1 2 3 4 5 6 5 7 8 4 75 RH Lg R Ω 8频率特性湿度传感器的阻值与外加电压频率的关系在高湿时频率对阻值的影响很小当低湿高频时随着频率的增加阻值下降对这种湿度传感器当电压频率小于103Hz时阻值不随使用频率而变化所以使用频率的上限为103Hz 湿度传感器的使用频率上限由实验确定直流电压会引起水分子的电解因此测试电压频率也不能太低三电解质湿度传感器电解质是以离子形式导电的物质分为固体电解质和液体电解质若物质溶于水中在极性水分子作用下能全部或部分地离解为自由移动的正负离子称为液体电解质电解质溶液的电导率与溶液的浓度有关而溶液的浓度在一定的温度下又是环境相对湿度的函数氯化锂湿度传感器的结构 A B B 钯丝 A 涂有聚苯乙烯薄膜的圆筒电解质氯化锂湿度传感器最为典型 0 30 60 90 001 01 1 10 R108Ω相对湿度①②③④⑤④ 10 LiCl ⑤ 22LiCl ③ 05 LiCl ② 025 LiCl ① PVAC 氯化锂湿度传感器的阻湿特性组合式氯化锂的阻湿特性 0 30 60 90 001 01 1 10 相对湿度 R108Ω把不同感湿范围的单片湿度传感器组合起来可制成相对湿度工作量程为20％～90％RH的湿度传感器四陶瓷湿度传感器利用半导体陶瓷材料制成优点测湿范围宽可实现全湿范围内的湿度测量工作温度高常温型工作温度在150℃以下高温型工作温度可达800℃响应时间较短精度高抗污染能力强工艺简单成本低典型产品是烧结型陶瓷湿敏元件是MgCr2O4－TiO2此外还有TiO2-V2O5ZnO－Li2O－V2O5ZnCr2O4ZrO2－MgOFe3O4Ta2O5等这类湿度传感器的感湿特征量大多数为电阻除Fe3O4外都为负特性湿度传感器即随着环境相对湿度的增加阻值下降也有少数陶瓷湿度传感器它的感湿特性量为电容 1结构感湿体是MgCr2O4-TiO2系多孔陶瓷陶瓷的气孔大部分为粒间气孔气孔直径随TiO2添加量的增加而增大粒间气孔与颗粒大小无关相当于一种开口毛细管容易吸附水分材料的主晶相是MgCr2O4相此外还有TiO2相等感湿体是一个多晶多相的混合物陶瓷湿敏元件结构图护圈电极感湿陶瓷氧化钌电极加热器基板电极引线 2主要特性与性能 1电阻一湿度特性 MgCr2O4－TiO2陶瓷湿度传感器的电阻一湿度特性随着相对湿度的增加电阻值急骤下降基本按指数规律下降在单对数的坐标中电阻湿度特性近似呈线性关系当相对湿度由0变为100％RH时阻值从108Ω下降到104Ω即变化了四个数量级 20 40 60 80 100 103 104 105 106 107 108相对湿度 RΩ 2电阻温度特性在不同的温度环境下测量陶瓷湿度传感器的电阻湿度特性从图可见从20℃到80℃各条曲线的变化规律基本一致具有负温度系数感湿负温度系数为–038％RH／℃如果要求精确的湿度测量需要对湿度传感器进行温度补偿 20 40 60 80 100 103 104 105 106 107 108 相对湿度 20℃40℃ 60℃ 80℃ RΩ MgCr2O4-TiO2系湿度传感器的电阻温度特性MgCr2O4-TiO2系湿度传感器的时间响应特性 20 40 60 80 100 0 10 20 30 94RH 50RH 1RH 50RH t s RH 3响应时间响应时间特性如图根据响应时间的规定从图中可知响应时间小于10s 4稳定性制成的MgCr2O4-TiO2陶瓷类湿度传感器需要实验高温负荷实验大气中温度150℃交流电压5V时间104h 高温高湿负荷试验湿度大于95％RH温度60℃交流电压5V时间104h 常温常湿试验[湿度 10～90 ％RH温度–10℃～＋40℃ ] 油气循环试验油蒸气加热清洗循环25万次交流电压5V经过以上各种试验大多数陶瓷湿度传感器仍能可靠地工作说明稳定性比较好五高分子湿度传感器有机高分子材料制成的湿度传感器主要是利用其吸湿性与胀缩性电容式湿度传感器高分子电介质吸湿后介电常数明显改变电阻式湿度传感器高分子电解质吸湿后电阻明显变化利用胀缩性高分子如树脂材料和导电粒子在吸湿之后的开关特性制成结露传感器一电容式湿度传感器1结构高分子薄膜电介质电容式湿度传感器的基本结构高分子薄膜上部电极下部电极 2感湿机理与性能电容式高分子湿度传感器其上部多孔质的金电极可使水分子透过水的介电系数比较大室温时约为79感湿高分子材料的介电常数并不大当水分子被高分子薄膜吸附时介电常数发生变化随着环境湿度的提高高分子薄膜吸附的水分子增多因而湿度传感器的电容量增加根据电容的变化测得相对湿度 2响应特性高分子薄膜可以做得极薄响应时都很短一般都小于5s有的响应时间仅为1s 3电容一温度特性感湿特性受温度影响非常小在5℃～50℃范围内电容温度系数约为006％RH℃相对湿度 0 50 100 200 250 300 350 电容湿度特性 CpF f 15MHZ 1电容湿度特性电容随着环境温度的增加而增加基本上呈线性关系当测试频率为l5MHz 左右时其输出特性有良好的线性度对其它测试频率如1kHz10kHz尽管传感器的电容量变化很大但线性度欠佳可外接转换电路使电容湿度特性趋于理想直线二电阻式高分子膜湿度传感器 1结构聚苯乙烯磺酸锂湿度传感器的结构引线端感湿膜聚苯乙烯磺酸锂湿度传感器的结构梳状电极基片 2主要特性 1电阻湿度特性当环境湿度变化时传感器在吸湿和脱湿两种情况的感湿特性曲线如图在整个湿度范围内传感器均有感湿特性其阻值与相对湿度的关系在单对数坐标纸上近似为一直线吸湿和脱湿时湿度指示的最大误差值为 3～4 ％RH 1K 30 40 50 60 70 80 90 吸湿 10K 100K 1M 10M 相对湿度 R Ω脱湿Δ±3RH 电阻湿度特性 2温度特性聚苯乙烯磺酸锂的电导率随温度的变化较为明显具有负温度系数在 0～55 ℃时温度系数为–06％～–10％ RH℃ 0 40 20 104 60 80 100 50℃ 10 102 103 聚苯乙烯磺酸锂湿度传感器的湿度特性 25℃ 40℃ RΩ相对湿度 3其它特性聚苯乙烯磺酸锂湿度传感器的升湿响应时间比较长降湿响应时间比较短响应时间在一分钟之内有良好的稳定性存储一年后测量误差不超过2％RH可以满足器件稳定性的要求缺点含有机溶液气体的环境下测湿时器件易损坏不能用于80℃以上的高温六湿度传感器的测量电路一检测电路的选择 1电源选择电阻式湿度传感器必须使用交流电源否则性能会劣化甚至失效电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的在直流电源作用下正负离子必然向电源两极运动产生电解作用使感湿层变薄甚至被破坏在交流电源作用下正负离子往返运动不会产生电解作用感湿膜不会被破坏交流电源的频率选择在不产生正负离子定向积累情况下尽可能低一些在高频情况下测试引线的容抗明显下降会把湿敏电阻短路另外湿敏膜在高频下也会产生集肤效应阻值发生变化影响到测湿灵敏度和准确性 2．温度补偿湿度传感器具有正或负的温度系数其温度系数大小不一工作温区有宽有窄所以要考虑温度补偿问题对于半导体陶瓷传感器其电阻与温度的的关系一般为指数函数关系通常其温度关系属于NTC型即 H相对湿度 T绝对温度R0在T 0℃相对湿度H 0时的阻值 A湿度常数B温度常数温度系数＝湿度系数＝湿度温度系数＝若传感器的湿度温度系数为007％RH℃工作温度差为30℃测量误差为021％RH℃则不必考虑温度补偿若湿度温度系数为04％RH℃则引起12％RH℃的误差必须进行温度补偿 3．线性化湿度传感器的感湿特征量与相对湿度之间的关系不是线性的给湿度的测量控制和补偿带来了困难需要通过一种变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系线性化下图为湿度传感器测量电路原理框图 A2 A1 A3 A4 A5 A6 _ _ 湿敏元件 R1 R2 R3 R4 R5 R6 RT USC C1 C2 C3 W 湿度传感器测量电路原理框图 D1 振荡器放大电路传感器驱动电路整流电路对数温补电路二典型电路电阻式湿度传感器其测量电路主要有两种形式 1．电桥电路振荡器对电路提供交流电源电桥的一臂为湿度传感器湿度变化使湿度传感器的阻值发生变化电桥失去平衡产生信号输出放大器可把不平衡信号加以放大整流器将交流信号变成直流信号由直流毫安表显示振荡器和放大器都由9V直流电源供给电桥法适合于氯化锂湿度传感器振荡器电桥放大器桥式整流电表指示直流电源9V 湿度传感器电桥测湿电路框图 100kΩ传感器湿度 3AX3 ╳ 2 10kΩ 100kΩ╳6 3DG6 2kΩ 2kΩ 22kΩ 9V 10μF 10μF 20μF 10μF 20μF 3kΩ╳2 U 10μF 51kΩ 51kΩ 100mA 便携式湿度计的实际电路 2．欧姆定律电路电路用于可承受较大电流的陶瓷湿度传感器由于测湿电路可以获得较强信号故可以省去电桥和放大器用市电作为电源降压变压器降压欧姆定律电路220V 22kΩ 51kΩ 3V 2AP9╳4 输入 Rd 插口 005μF╳2 3．带温度补偿的湿度测量电路在实际应用中需要同时考虑对湿度传感器进行线性处理和温度补偿常常采用运算放大器构成湿度测量电路下图为湿度测量电路中Rt是热敏电阻器 20kΩB 4100K RH为H204C湿度传感器运算放大器型号为LM2904该电路的湿度电压特性及温度特性表明在 30％～90％ RH15℃～35℃范围内输出电压表示的湿度误差不超过3％RH _ _ 1V 120HZ 51kΩ 91kΩ 22kΩ91kΩ RH 12V -12V D 20μF 47kΩ 100kΩ 100kΩ 330kΩ UOUT -VS Rt A2 A1 释义与简介声呐就是利用水中声波对水下目标进行探测定位和通信的电子设备是水声学中应用最广泛最重要的一种装置它是SONAR 一词的义音两顾的译称旧译为声纳SONAR是Sound Navigationand Ranging声音导航测距的缩写声呐技术至今已有100年历史它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明他发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置主要用来侦测冰山这种技术到第一次世界大战时被应用到战场上用来侦测潜藏在水底的潜水艇目前声呐是各国海军进行水下监视使用的主要技术用于对水下目标进行探测分类定位和跟踪进行水下通信和导航保障舰艇反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用此外声呐技术还广泛用于鱼雷制导水雷引信以及鱼群探测海洋石油勘探船舶导航水下作业水文测量和海底地质地貌的勘测等和许多科学技术的发展一样社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展工作的原理声波是观察和测量的重要手段有趣的是英文sound一词作为名词是声的意思作为动词就有探测的意思可见声与探测关系之紧密在水中进行观察和测量具有得天独厚条件的只有声波这是由于其他探测手段的作用距离都很短光在水中的穿透能力很有限即使在最清澈的海水中人们也只能看到十几米到几十米内的物体电磁波在水中也衰减太快而且波长越短损失越大即使用大功率的低频电磁波也只能传播几十米然而声波在水中传播的衰减就小得多在深海声道中爆炸一个几公斤的炸弹在两万公里外还可以收到信号低频的声波还可以穿透海底几千米的地层并且得到地层中的信息在水中进行测量和观察至今还没有发现比声波更有效的手段结构与分类声呐装置一般由基阵电子机柜和辅助设备三部分组成基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成其外形通常为球形柱形平板形或线列行有接收基阵发射机阵或收发合一基阵之分电子机柜一般有发射接收显示和控制等分系统辅助设备包括电源设备连接电缆水下接线箱和增音机与声呐基阵的传动控制相配套的升降回转俯仰收放拖曳吊放投放等装置以及声呐导流罩等换能器是声呐中的重要器件它是声能与其它形式的能如机械能电能磁能等相互转换的装置它有两个用途一是在水下发射声波称为发射换能器相当于空气中的扬声器二是在水下接收声波称为接收换能器相当于空气中的传声器俗称麦克风或话筒换能器在实际使用时往往同时用于发射和接收声波专门用于接收的换能器又称为水听器换能器的工作原理是利用某些材料在电场或磁场的作用下发生伸缩的压电效应或磁致伸缩效应声呐的分类可按其工作方式按装备对象按战术用途按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声呐例如按工作方式可分为主动声呐和被动声呐按装备对象可分为水面舰艇声呐潜艇声呐航空声呐便携式声呐和海岸声呐等主动声呐主动声呐技术是指声呐主动发射声波照射目标而后接收水中目标反射的回波以测定目标的参数大多数采用脉冲体制也有采用连续波体制的它由简单的回声探测仪器演变而来它主动地发射超声波然后收测回波进行计算适用于探测冰山暗礁沉船海深鱼群水雷和关闭了发动机的隐蔽的潜艇被动声呐被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号以测定目标的方位它由简单的水听器演变而来它收听目标发出的噪声判断出目标的位置和某些特性特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇安装及运用传统上潜艇安装声呐的主要位置是在最前端的位置由于现代潜艇非常依赖被动声呐的探测效果巨大的收音装置不仅仅让潜艇的直径水涨船高原先在这个位置上的鱼雷管也得乖乖让出位置而退到两旁去其他安装在潜艇上的声呐型态还包括安装在艇身其他位置的被动声呐听音装置利用不同位置收到的同一讯号经过电脑处理和运算之后就可以迅速的进行粗浅的定位对于艇身较大的潜艇来说比较有利因为测量的基线较长准确度较高另外一种声呐称为拖曳声纳因为这种声呐装置在使用时以缆线与潜艇连接声呐的本体则远远的拖在潜艇的后面进行探测拖曳声呐的使用大幅强化潜艇对于全方位与不同深度的侦测能力尤其是潜艇的尾端这是因为潜艇的尾端同时也是动力输出的部分由于水流的声音的干扰位于前方的声呐无法听到这个区域的讯号而形成一个盲区使用拖曳声呐之后就能够消除这个盲区找出躲在这个区域的目标影响的因素影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外外界条件的影响很严重比较直接的因素有传播衰减多路径效应混响干扰海洋噪声自噪声目标反射特征或辐射噪声强度等它们大多与海洋环境因素有关例如声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面海底的影响和制约会产生折射散射反射和干涉会产生声线弯曲信号起伏和畸变造成传播途径的改变以及出现声阴区严重影响声呐的作用距离和测量精度现代声呐根据海区声速--深度变化形成的传播条件可适当选择基阵工作深度和俯仰角利用声波的不同传播途径直达声海底反射声会聚区深海声道来克服水声传播条件的不利影响提高声呐探测距离又如运载平台的自噪声主要与航速有关航速越大自噪声越大声呐作用距离就越近反之则越远目标反射本领越大被对方主动声呐发现的距离就越远目标辐射噪声强度越大被对方被动声呐发现的距离就越远从科学的角度来说电磁波是能量的一种凡是能够释出能量的物体都会释出电磁波微波能通常由直流电或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得可以产生微波的器件有许多种但主要分为两大类半导体器件和电真空器件电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件或称之为电子管在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁控管多腔速战速调管微波三四极管行波管等在目前微波加热领域特别是工业应用中使用的主要是磁控管及速调管微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波是无线电波中一个有限频带的简称即波长在1米不含1米到1毫米之间的电磁波是分米波厘米波毫米波的统称微波频率比一般的无线电波频率高通常也称为超高频电磁波微波作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量为1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．1946年斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员一个偶然的机会他发现微波溶化了糖果事实证明微波辐射能引起食物内部的分子振动从而产生热量1947年第一台微波炉问世顾名思义微波炉就是用微波来煮饭烧菜的微波是一种电磁波这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多而且还很有"个性"微波一碰到金属就发生反射金属根本没有办法吸收或传导它微波可以穿过玻璃陶瓷塑料等绝缘材料但不会消耗能量而含有水分的食物微波不但不能透过其能量反而会被吸收微波炉正是利用微波的这些特性制作的微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成可以阻挡微波从炉内逃出以免影响人们的身体健康装食物的容器则用绝缘材料制成微波炉的心脏是磁控管这个叫磁控管的电子管是个微波发生器它能产生每秒钟振动频率为245亿次的微波这种肉眼看不见的微波能穿透食物达5cm深并使食物中的水分子也随之运动剧烈的运动产生了大量的热能于是食物"煮"熟了这就是微波炉加热的原理用普通炉灶煮食物时热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的而用微波炉烹饪热量则是直接深入食物内部所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍热效率高达80以上目前其它各种炉灶的热效率无法与它相比而微波炉由于烹饪的时间很短能很好地保持食物中的维生素和天然风味比如用微波炉煮青豌豆几乎可以使维生素C一点都不损失另外微波还可以消毒杀菌使用微波炉时应注意不要空"烧"因为空"烧"时微波的能量无法被吸收这样很容易损坏磁控管另外人体组织是含有大量水分的一定要在磁控管停止工作后再打开炉门提取食物微波炉的基本结构微波炉的基本外形和构造微波式传感器的组成微波振荡器和微波天线二微波传感器测量原理由发射天线发出的微波遇到被测物体时将被吸收或反射使功率发生变化若利用接收天线接收通过被测物或由被测物反射回来的微波并将它转换成电信号再由测量电路处理就实现了微波检测微波传感器可分为反射式与遮断式两种 1．反射式传感器通过检测被测物反射回来的微波或经过时间间隔来表达被测物的位置厚度等参数 2．遮断式传感器通过检测接收天线接收到的微波功率的大小来判断发射天线与接收天线间有无被测物或被测物的位置等参数三微波传感器的应用 1．微波液位计微波发射天线微波接收天线当发射功率波长增益均恒定时只要测得接收功率就可获得被测液面的高度 2．微波物位计 1 当被测物位较低时发射天线发出的微波束全部由接收天线接收经放大器比较器后发出正常工作信号2 当被测物位升高到天线所在的高度时微波束部分被吸收部分被反射接收天线接到的功率相应减弱经放大器比较器就可给出被测物位高出设定物位的信号观察者 R S 波源 u 观察者的运动速度 u波速波源和观察者相对静止时观察者接收到的波源的频率波源的运动速度波源和观察者相对运动时观察者接收到的波源的频率 3 观察者静止波源以速率运动 a波源朝向观察者以速度运动 u t时刻的波阵面 t1秒时刻的波阵面接收频率增高了 a波源与接收者相互靠近 u t时刻的波阵面 t1秒时刻的波阵面接收频率增高了4波源及观察者同时运动 a波源与接收者相互靠近 u t时刻的波阵面 t1秒时刻的波阵面接收频率增高了 4波源及观察者同时运动 b波源与接收者相互远离u t时刻的波阵面 t1秒时刻的波阵面接收频率降低了利用多普勒效应监测车速固定波源发出频率为v 100Hz 的超声波当汽车向波源行驶时与波源安装在一起的接收器接收到从汽车反射回来的波的频率为已知空气中的声速为。
