如何選擇溫度與溼度感測器? 相關
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溫度感測器與被測介質的接觸方式有哪兩大類?
如何選擇濕度感測器?
溫度計有哪兩大類?
2024年3月13日 · 在設計系統時，首先需根據應用的需求和環境條件，選擇適當的溫度感測器類型，如熱敏電阻、熱電偶、紅外線感測器等，然後考慮系統所需的溫度測量精確度和解析度，並選擇相應的感測器，較高精確度通常需要更昂貴的感測器。
- 概觀
- 基本介紹
- 選型
- 原理
- 注意事項
- 發展趨勢
- 特性
- 特點
- 技術指標
- 封裝方法
人類的生存和社會活動與濕度密切相關。隨著現代化的發展，很難找出一個與濕度無關的領域來。由於套用領域不同，對濕度感測器的技術要求也不同。從製造角度看，同是濕度感測器，材料、結構不同，工藝不同．其性能和技術指標（像精度方面）有很大差異，因而價格也相差甚遠。對使用者來說，選擇濕度感測器時，首先要搞清楚需要什麼樣的感測器；在自己的財力允許的情況下選購何種檔次的產品，權衡好“需要與可能”的關係，不至於盲目行事。從我們與用戶的來往來看，覺得有以下幾個問題值得注意。
測量範圍
和測量重量、溫度一樣，選擇濕度感測器首先要確定測量範圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100%RH)測量。在當今的資訊時代，感測器技術與計算機技術、自動控制技術緊密結合著。測量的目的在於控制，測量範圍與控制範圍合稱使用範圍。當然，對不需要搞測控系統的套用者來說，直接選擇通用型濕度儀就可以了。
測量精度
和測量範圍一樣，測量精度同是感測器最重要的指標。每提高—個百分點．對感測器來說就是上一個台階，甚至是上一個檔次。因為要達到不同的精度，其製造成本相差很大，售價也相差甚遠。例如進口的1隻廉價的濕度感測器只有幾美元，而1隻供標定用的全濕程濕度感測器要幾百美元，相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。 生產廠商往往是分段給出其濕度感測器的精度的。如中、低濕段(0一80%RH)為±2%RH，而高濕段(80—100%RH)為±4%RH。而且此精度是在某一指定溫度下(如25℃)的值。如在不同溫度下使用濕度感測器．其示值還要考慮溫度漂移的影響。眾所周知，相對濕度是溫度的函式，溫度嚴重地影響著指定空間內的相對濕度。溫度每變化0.1℃。將產生0.5%RH的濕度變化(誤差)。使用場合如果難以做到恆溫，則提出過高的測濕精度是不合適的。因為濕度隨著溫度的變化也漂忽不定的話，奢談測濕精度將失去實際意義。所以控濕首先要控好溫，這就是大量套用的往往是溫濕度—體化感測器而不單純是濕度感測器的緣故。 多數情況下，如果沒有精確的控溫手段，或者被測空間是非密封的，±5%RH的精度就足夠了。對於要求精確控制恆溫、恆濕的局部空間，或者需要隨時跟蹤記錄濕度變化的場合，再選用±3%RH 以上精度的濕度感測器。與此相對應的溫度感測器．其測溫精度須足±0.3℃以上，起碼是±0.5℃的。而精度高於±2%RH的要求恐怕連校準感測器的標準濕度發生器也難以做到，更何況感測器自身了。國家標準物質研究中心濕度室的文章認為：“相對濕度測量儀表，即使在20—25℃下，要達到2%RH的準確度仍是很困難的。”
濕敏元件是最簡單的濕度感測器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。
濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料製成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容製成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚醯亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。
電子式濕敏感測器的準確度可達2-3%RH，這比干濕球測濕精度高。
濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩定性。這方面沒有乾濕球測濕方法好。下面對各種濕度感測器進行簡單的介紹。
1、氯化鋰濕度感測器
濕度感測器是非密封性的，為保護測量的準確度和穩定性，應儘量避免在酸性、鹼性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環境中使用。為正確反映欲測空間的濕度，還應避免將感測器安放在離牆壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應放置多個感測器。
有的濕度感測器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度．或者感測器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時應技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
感測器需要進行遠距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時，建議選用頻率輸出信號的濕度感測器。
由於濕敏元件都存在一定的分散性，無論進口或國產的感測器都需逐支調試標定。大多數在更換濕敏元件後需要重新調試標定，對於測量精度比較高的濕度感測器尤其重要。
濕度感測器現在正在被廣泛套用，濕度感測器能夠很好的監控環境中濕度，在食品保護，環境檢測等方面有著重要的套用，我們在使用濕度感測器的時候應該充分了解濕度感測器的結構已經在使用過程中的一些注意事項。
濕度感測器的形式不是很多，但是不管是什麼樣的濕度感測器在使用過程中還是要注意以上幾個細節問題，不僅僅是濕度感測器所有的感測器在使用過程中都有它的注意事項，我們在使用的時候應該首先閱讀使用說明書已經和廠家諮詢相關的問題，才能更好的使用。
介紹濕敏元件的特性，重點闡述集成濕度感測器、單片智慧型化濕度/溫度感測器的性能特點及產品分類，最後給出集成濕度感測器典型產品的技術指標。
在工農業生產、氣象、環保、國防、科研、航天等部門，經常需要對環境濕度進行測量及控制。但在常規的環境參數中，濕度是最難準確測量的一個參數。用乾濕球濕度計或毛髮濕度計來測量濕度的方法，早已無法滿足現代科技發展的需要。這是因為測量濕度要比測量溫度複雜的多，溫度是個獨立的被測量，而濕度卻受其他因素（大氣壓強、溫度）的影響。此外，濕度的標準也是一個難題。國外生產的濕度標定設備價格十分昂貴。
濕敏電阻
濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料製成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、矽濕敏電阻、陶瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優點是靈敏度高，主要缺點是線性度和產品的互換性差。
濕敏電容
濕敏電容一般是用高分子薄膜電容製成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚醯亞胺、酷酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時，濕敏電容的介電常數發生變化，使其電容量也發生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。濕敏電容的主要優點是靈敏度高、產品互換性好、回響速度快、濕度的滯後量小、便於製造、容易實現小型化和集成化，其精度一般比濕敏電阻要低一些。國外生產濕敏電容的主廠家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產的SH1100型濕敏電容為例，其測量範圍是（1%～99%）RH，在55%RH時的電容量為180pF（典型值）。當相對濕度從0變化到100%時，電容量的變化範圍是163pF～202pF。溫度係數為0.04pF/℃，濕度滯後量為±1.5%，回響時間為5s。 除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質離子型濕敏元件、重量型濕敏元件（利用感濕膜重量的變化來改變振盪頻率）、光強型濕敏元件、聲表面波濕敏元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩定性。
目前，國外生產集成濕度感測器的主要廠家及典型產品分別為Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。這些產品可分成以下三種類型：
線性電壓輸出式集成濕度感測器
典型產品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特點是採用恆壓供電，內置放大電路，能輸出與相對濕度呈比例關係的伏特級電壓信號，回響速度快，重複性好，抗污染能力強。
線性頻率輸出集成濕度感測器
典型產品為HF3223型。它採用模組式結構，屬於頻率輸出式集成濕度感測器，在55%RH時的輸出頻率為8750Hz（型值），當相對濕度從10%變化到95%時，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz。這種感測器具有線性度好、抗干擾能力強、便於配數字電路或單片機、價格低等優點。
頻率/溫度輸出式集成濕度感測器
集成濕度感測器的測量範圍一般可達到0～100%。但有的廠家為保證精度指標而將測量範圍限制為10%～95%。設計+3.3V低壓供電的濕度/溫度測試系統時，可選用SHT11、SHT15感測器。這種感測器在測量階段的工作電流為550μA，平均工作電流為28μA（12位）或2μA（8位）。上電時默認為休眠模式（Sleep Mode），電源電流僅為0.3μA（典型值）。測量完畢只要沒有新的命令，就自動返回休眠模式，能使晶片功耗降至最低。此外，它們還具有低電壓檢測功能。當電源電壓低於+2.45V±0.1V時，狀態暫存器的第6位立即更新，使晶片不工作，從而起到了保護作用。
濕度感測器由於其工作原理的限制,必須採取非密封封裝形式,即要求封裝管殼留有和外界連通的接觸孔或者接觸窗,讓濕敏晶片感濕部分和空氣中的濕汽能夠很好的接觸。同時,為了防止濕敏晶片被空氣中的灰塵或雜質污染,需要採取一些保護措施。目前,主要手段是使用金屬防塵罩或者聚合物多孔膜進行保護。下面介紹幾種濕度感測器的不同封裝形式。
1.電晶體外殼(TO)封裝
封裝結構示意圖見圖1[1];目前,用TO型封裝技術封裝濕敏元件是一種比較常見的方法。TO型封裝技術有金屬封裝和塑膠封裝兩種。金屬封裝先將濕敏晶片固定在外殼底座的中心,可以採用環氧樹脂粘接固化法;然後在濕敏晶片的焊區與接線柱用熱壓焊機或者超聲焊機將Au絲或其他金屬絲連線起來;最後將管帽套在底座周圍的凸緣上,利用電阻熔焊法或環形平行焊法將管帽與底座邊緣焊牢。金屬管帽的頂端或者側面開有小孔或小窗,以便濕敏晶片和空氣能夠接觸。根據不同濕敏晶片和性能要求,可以考慮加一層金屬防塵罩,以延長濕度感測器的使用壽命。
2.單列直插封裝(SIP)封裝
單列直插封裝(SIP)也常用來封裝濕度感測器。濕敏晶片的輸出引腳數一般只有數個[1],因而可以將基板上的I/O引腳引向一邊,用鍍Ni、鍍Ag或者鍍Pb-Sn的“卡式”引線(基材多為Kovar合金)卡在基板的I/O焊區上,將卡式引線浸入熔化的Pb-Sn槽中進行再流焊,將焊點焊牢。根據需要,卡式引線的節距有2.54 mm和1.27 mm兩種,平時引線均連成帶狀,焊接後再剪成單個卡式引線。通常還要對組裝好元器件的基板進行塗覆保護,最簡單的是浸漬一層環氧樹脂,然後固化。最後塑封保護,整修毛刺,完成封裝。
單列直插封裝的插座占基板面積小,插取自如,SIP工藝簡便易行,適於多品種,小批量生產,且便於逐個引線的更換和返修。
2023年10月7日 · DHT11 是一個結合濕度計和測溫元件量測週遭空氣環境，將所量測到的溫、濕度資料拆解成為數位訊號，再由感測器接腳將資料送出。 使用上很簡單，但是抓取資料時必須要特別注意時間的掌控，而且每筆資料的抓取時間間隔要2秒鐘以上，不能太快。 DHT11 的規格如下： 濕度測量範圍：20~90%; 濕度測量精度：±5%; 溫度測量範圍：0~50℃. 溫度測量精度：±2℃. 電源供應範圍： 3~5V. 頻率不可超過：0.5Hz (每2秒一次) 準備材料： Arduino Uno R3. USB 傳輸線. DHT11模組. 杜邦線. 實作介紹： 使用 Arduino UNO R3 開發板連接「DHT11溫溼度模組」讀取DHT11溫溼度模組所測到的溫度、溼度。 安裝 DHT11 程式庫.
基本介紹. 中文名 ：溫度感測器. 外文名 ：temperature transducer. 開始時間 ：17世紀初. 主要類型 ：熱電偶、熱敏電阻等. 主要分類,接觸式,非接觸式,工作原理,電阻感測,熱電偶感測,挑選方法,選用注意,檢定裝置,安裝使用,發展狀況,主要用途,套用領域, 接觸式溫度感測器 的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱 溫度計 。 溫度計通過傳導或對流達到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。 一般測量精度較高。 在一定的測溫範圍內，溫度計也可測量物體內部的溫度分布。 但對於運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的 測量誤差 ，常用的溫度計有 雙金屬溫度計 、 玻璃液體溫度計 、 壓力式溫度計 、 電阻溫度計 、熱敏電阻和 溫差電偶 等。
2011年10月27日 · 溫度感測器能測量溫度，確保流程維持在特定範圍內，以便安全執行應用；或者也可確保在處理極高溫度、危險或無法觸及的測量點時符合法定規定。 溫度感測器分為兩種主要類型：接觸式和非接觸式。
基本操作. 打開 Webduino Blockly ( https://blocklypro.webduino.io )，因為這個範例會用網頁「顯示文字」來顯示溫濕度，所以要先打開 Webduino Blockly 的網頁互動測試區，下拉選單選擇「顯示文字」，此時在右下角會出現對應的積木功能可以選擇。 把開發板放到編輯畫面裡，填入對應的 Webduino 開發板名稱，開發板內放入溫濕度積木，名稱設定為 dht，腳位設定為 11。 溫濕度相關的積木在「 環境偵測 > 溫濕度 」目錄下。 放入 dht 偵測溫濕度的積木，設定每 1000 毫秒 ( 1 秒 ) 偵測一次，偵測後將溫度顯示在網頁裡。 因為顯示文字只有一個，要「同時」顯示溫濕度的話，就得要使用「建立字串」的積木。
在加熱、通風與空調 (HVAC) 系統中，濕度與溫度感測器啟用準確的監控功能，讓建築物保持舒適與安全，若室內環境或電子元件濕度與溫度水平超出可接受範圍時，則需採取修正措施。優點： 洩漏偵測以判斷零件是否需要更換，並保護電池管理系統以免遭到
