【溫濕度傳感器】——原理定義

    由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實(shí)際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測(cè)量處理的電信號(hào)的設(shè)備或裝置。 市場(chǎng)上的一般是測(cè)量溫度量和相對(duì)濕度量。
    相對(duì)濕度的表示方法：

    相對(duì)濕度：在計(jì)量法中規(guī)定，濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。日常生活中所指的濕度為相對(duì)濕度，用RH%表示。總之，即氣體中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸氣壓）與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸汽壓）的百分比。

    濕度：指單位容積的空氣里實(shí)際所含的水汽量，一般以克為單位。溫度對(duì)濕度有著直接影響，一般情況下，溫度越高，水蒸氣發(fā)得越多，濕度就越大；相反，濕度就小。

    飽和濕度：在一定溫度下，單位容積，空氣中所能容納的水汽量的zui大限度。如果超過(guò)這個(gè)限度，多余的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)，變成水滴，此時(shí)的空氣濕度變稱(chēng)為飽和濕度?？諝獾娘柡蜐穸炔皇枪潭ú蛔兊?，它隨著溫度的變化而變化。溫度越高，單位容積空氣中能容納的水蒸氣就越多，飽和濕度就越大。

    露點(diǎn)：指含有一定量水蒸氣（濕度）的空氣，當(dāng)溫度下降到一定程度時(shí)所含的水蒸氣就會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)（飽和濕度）并開(kāi)始液化成水，這種現(xiàn)象叫做凝露。水蒸氣開(kāi)始液化成水時(shí)的溫度叫做“露點(diǎn)溫度”簡(jiǎn)稱(chēng)“露點(diǎn)”。如果溫度繼續(xù)下降到露點(diǎn)以下，空氣中超飽和的水蒸氣就會(huì)在物體表面上凝結(jié)成水滴。此外，風(fēng)與空氣中的溫濕度有密切關(guān)系，也是影響空氣溫濕度變化的重要因素之一。

【】——行業(yè)應(yīng)用

食品行業(yè)：溫濕度對(duì)于食品儲(chǔ)存來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，溫濕度的變化會(huì)帶來(lái)食物變質(zhì)，引發(fā)食品安全問(wèn)題溫濕度的監(jiān)控有利于相關(guān)人員進(jìn)行及時(shí)的控制。

檔案管理：紙制品對(duì)于溫濕度極為敏感，不當(dāng)?shù)谋４鏁?huì)嚴(yán)重降低檔案保存年限，選用配上除濕器，加熱器，即可保持穩(wěn)定的溫度，避免蟲(chóng)害，潮濕等問(wèn)題。

溫室大棚：植物的生長(zhǎng)對(duì)于溫濕度要求極為嚴(yán)格，不當(dāng)?shù)臏貪穸认?，植物?huì)停止生長(zhǎng)、甚至死亡，利用配合氣體傳感器，光照傳感器等可組成一個(gè)數(shù)字化大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，控制農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)的相關(guān)參數(shù)，從而使大棚的效率達(dá)到*。

動(dòng)物養(yǎng)殖：各種動(dòng)物在不同的溫度下會(huì)表現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)狀態(tài)，高質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)要依靠適宜的環(huán)境來(lái)保障。

藥品儲(chǔ)存：根據(jù)國(guó)家相關(guān)要求，藥品保存必須按照相應(yīng)的溫濕度進(jìn)行控制。根據(jù)的GMP認(rèn)證，對(duì)于一般的藥品的溫度存儲(chǔ)范圍為0-30℃。

煙草行業(yè)：煙草原料在發(fā)酵過(guò)程中需要控制好溫濕度，在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境方便的情況下可利用WR293等無(wú)線(xiàn)監(jiān)控溫濕度，在環(huán)境復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，可利用RS-485等數(shù)字量傳輸?shù)腤R293進(jìn)行檢測(cè)控制煙包的溫濕度，避免發(fā)生蟲(chóng)害，如果操作不當(dāng)，則會(huì)造成原料的大量損失。

工控行業(yè)：主要用于暖通空調(diào)、機(jī)房監(jiān)控等。樓宇中的環(huán)境控制通常是溫度控制，對(duì)于用控制濕度達(dá)到*舒適環(huán)境的關(guān)注日益增多。

【】——溫濕度測(cè)量方法

濕度測(cè)量技術(shù)來(lái)由已久。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，近代測(cè)量技術(shù)也有了飛速的發(fā)展。濕度測(cè)量從原理上劃分二、三十種之多。對(duì)濕度的表示方法有濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。但濕度測(cè)量始終是世界計(jì)量領(lǐng)域中*的難題之一。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的量值，深究起來(lái)，涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理—化學(xué)理論分析和計(jì)算，初涉者可能會(huì)忽略在濕度測(cè)量中必需注意的許多因素，因而影響的合理使用。

常見(jiàn)的濕度測(cè)量方法有：動(dòng)態(tài)法（雙壓法、雙溫法、分流法），靜態(tài)法（飽和鹽法），露點(diǎn)法，干濕球法和形形色色的電子式傳感器法。

這里雙壓法、雙溫法是基于熱力學(xué)P、V、T平衡原理，平衡時(shí)間較長(zhǎng)，分流法是基于濕氣和干空氣的精確混合。由于采用了現(xiàn)代測(cè)控手段，這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密，卻因設(shè)備復(fù)雜，昂貴，運(yùn)作費(fèi)時(shí)費(fèi)工，主要作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量之用，其測(cè)量精度可達(dá)±2%RH -±1.5%RH。

靜態(tài)法中的飽和鹽法，是濕度測(cè)量中zui常見(jiàn)的方法，簡(jiǎn)單易行。但飽和鹽法對(duì)液、氣兩相的平衡要求很?chē)?yán)，對(duì)環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來(lái)要求等很長(zhǎng)時(shí)間去平衡，低濕點(diǎn)要求更長(zhǎng)。特別在室內(nèi)濕度和瓶?jī)?nèi)濕度差值較大時(shí)，每次開(kāi)啟都需要平衡6~8小時(shí)。

露點(diǎn)法是測(cè)量濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準(zhǔn)確度高，測(cè)量范圍寬。計(jì)量用的精密露點(diǎn)儀準(zhǔn)確度可達(dá)±0.2℃甚至更高。但用現(xiàn)代光—電原理的冷鏡式露點(diǎn)儀價(jià)格昂貴，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。

干濕球法，這是18世紀(jì)就發(fā)明的測(cè)濕方法。歷史悠久，使用zui普遍。干濕球法是一種間接方法，它用干濕球方程換算出濕度值，而此方程是有條件的：即在濕球附近的風(fēng)速必需達(dá)到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計(jì)將此條件簡(jiǎn)化了，所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,明顯低于電子濕度傳感器。顯然干濕球也不屬于靜態(tài)法，不要簡(jiǎn)單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計(jì)的測(cè)量精度就等于提高了濕度計(jì)的測(cè)量精度。

【】——技術(shù)參數(shù)

Michell薄膜電容——濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國(guó)外生產(chǎn)濕敏電容的主廠(chǎng)家有Michell公司、Vaisala公司、Siemens公司等。以Michell公司生產(chǎn)的WM33型濕敏電容為例，其測(cè)量范圍是（1%～99%）RH，在55%RH時(shí)的電容量為180pF（典型值）。當(dāng)相對(duì)濕度從0變化到*時(shí)，電容量的變化范圍是163pF～202pF。溫度系數(shù)為0.04pF/℃，濕度滯后量為±1.5%，響應(yīng)時(shí)間為5s。
MichellWM33的技術(shù)參數(shù)：

WM33運(yùn)用于供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)等環(huán)境，樓宇控制系統(tǒng)，模擬信號(hào)4-20mA輸出，WM52多點(diǎn)校準(zhǔn)，運(yùn)用于精確控制和精確測(cè)量等環(huán)境，可提供顯示相對(duì)濕度，濕度和溫度，顯示可選2行或4行， 體積小便于安裝，寬量程，全量程保證精度。墻面安裝單元可以提供顯示和%RH，露點(diǎn)，濕度和溫度的信號(hào)輸出。WM系列提供墻面安裝傳感器所需要的杰出的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

亮點(diǎn)

WM33為低成本的HVAC應(yīng)用而設(shè)計(jì)

WM52有數(shù)字技術(shù)，為可控環(huán)境精確測(cè)量而設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)易校驗(yàn)，保持高精度

技術(shù)指標(biāo)

性能

濕度量程0-*RH

溫度量程-20～+80°C

濕度精度WM52:<±2%RH(10–90%RH)

WM33:<±3%RH(30–80%RH)

溫度精度WM52:±0.2°C

WM33:±0.3°C

濕度穩(wěn)定性<±1%RH/年

濕度響應(yīng)時(shí)間T90<10秒

輸入/輸出

輸出信號(hào)4–20mA,0–1,0–5,0–10V

供電電壓14–30VDC,5–30VDC

(0–1V&mA輸出)

工況

工作濕度

探頭，外殼，儲(chǔ)存 5–95%非冷凝

工作溫度

探頭,外殼-30～+85°C

儲(chǔ)存 -40～+85°C

PRT

測(cè)量范圍Pt100/1000:-50～+200°C

精度Pt100/1000:±0.15%

機(jī)械性能

外殼材質(zhì)塑料

重量82g

電氣連接螺紋壓緊端子

輸出轉(zhuǎn)換

露點(diǎn)-40～+60°C

濕度0–200g/m3