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课程设计报告 湿度传感器及应用  摘要应用型温度传感器与集成运放设计测量湿度的电路，测量相对湿度(RH)的范围为0%~l00%，电路输出电压为0~10。要求测量电路具有调零功能和温度补偿功能。使用环境温度为0~85℃。关键词： 目 录 第一章 引言 1.1 背景介绍 1.2 目的和意义 第二章 湿度传感器的概述 2.1 湿度及其表示方法 2.1.1 绝对湿度 2.1.2 相对湿度 2.1.3 含湿量 2.2 湿度传感器及其特性参数 2.3 湿度传感器的分类 第三章、湿度传感器的原理及框图 3.1、湿度传感器的原理如何选用湿度传感器湿度传感器的分类及特点对湿度传感器性能作初步判断的方法测量范围测量精度在湿度测量系统中的应用在工业过程自动控制中的应用 Pb.s—相应于湿球温度的饱和水蒸气压力； Pb—干球温度对应的饱和水蒸气压力； B—大气压力； A—与风速有关的系数。 相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。φ值小，说明湿空气饱和程度小，吸收水蒸气的能力强；φ值大则说明湿空气饱和程度大，吸收水蒸气的能力弱。 2.1.3 含湿量 空气由干空气和湿空气组成，每kg干空气所含水蒸气的量，称为含湿量。符号d，单位g/kg。 式（2.1.6） 应用理想气体状态方程 水蒸气： 式（2.1.7） 干空气： 式（2.1.8） Vn=Vw，Tn=Tw，又：Rn=461，Rw=287 式（2.1.9） 所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。 2.2 湿度传感器及其特性参数 湿度传感器是指能将湿度转换为与其成一定比例关系的电量输出的器件式装置。 湿度传感器的特性参数如下： 湿度量程 保证一个湿敏期间能够正常工作所允许环境相对湿度可以变化的最大范围，称为这个湿敏器件的湿度量程。湿度量程越大，其实际使用价值越大。理想的湿敏元件的使用范围应当是0-100%RH的全量程。 二、感湿特征量----相对湿度特性曲线 每一种湿敏元件都有其感湿特征量，如电阻、电容、电压、频率等。湿敏元件的感湿特征量随环境相对湿度变化的关系曲线，称为该元件的感湿特征量——相对湿度特性曲线，简称感湿特性曲线。人们希望特性曲线应当在全量程上是连续的，曲线各处斜率相等，即特性曲线呈直线。斜率应适当，因为斜率过小，灵敏度降低；斜率过大，稳定性降低，这些都会给测量带来困难。 灵敏度 湿敏元件的灵敏度，就其物理含义而言，应当反映相对于环境湿度的变化、元件感湿特征量的变化程度。因此，它应当是湿敏元件的感湿特性曲线斜率。在感湿特性曲线是直线的情况下，用直线的斜率来表示湿敏元件的灵敏度是恰当而可行的。 然而，大多数湿敏元件的感湿特性曲线是非线性的，在不同的相对湿度范围内曲线具有不同的斜率。因此，这就造成用湿敏元件感湿特性曲线的斜率来表示灵敏度的困难。 目前，虽然关于湿敏元件灵敏度的表示方法尚未得到统一，但较为普遍采样的方法使用元件在不同环境湿度下的感湿特征量之比来表示灵敏度。 湿度温度系数 湿敏元件的湿度温度系数是表示感湿特性曲线随环境温度而变化的特性参数，在不同的环境温度下，湿敏元件的感湿特性曲线是不相同的，它直接给测量带来误差。 湿敏元件的湿度温度系数定义为：在湿敏元件感湿特征量恒定的条件下，该感湿特征量值所表示的环境相对湿度随环境温度的变化率。 综上所述，作为理想的湿度传感器希望能满足下列要求： 在各种气体环境下特性稳定，不受尘埃附着的影响，使用寿命长； 受温度的影响小； 线性重复性好，灵敏度高，迟滞回差小，响应速度快； 小型，易于制作和安装，且互换性好。 2.3 湿度传感器的分类 湿度传感器的种类很多，据不完全统计，湿度传感器系列、类型分为物性型、结构型和其他形式，而物性型有分为电解质系、半导体及陶瓷系和有机高分子聚合物系。所以，其种类繁多可见一斑。 在此处，仅将部分列举如下： （1）电解质型：以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。氯化锂极易潮解，并产生离子导电，随湿度升高而电阻减小。 （2）陶瓷型：一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷。利用多孔陶