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1、2,情境三 湿度的检测,【情境描述】 在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。 例如农业生产中植物要求高湿度环境；空调系统除了调节温度以外，还要控制相对湿度在一定的范围内，才使人感觉舒适；浴室的湿度很大，但其中的镜面如果有水汽，则无法发挥其功能。因此湿度的检测和控制是十分重要的。,3,任务 浴室湿度的检测, 任务要求 浴室中的水蒸气很大，会使其中的镜子功能丧失，当浴室的湿度达到一定程度时，镜面会结
2、露，表面一层雾气，市场上没有所谓的不结露镜面，而是都要安装镜面水汽清除器，如图3-1所示，因此要用到湿度传感器。,4,任务 浴室湿度的检测, 知识引入 随着社会的发展和生活水平的提高，湿度在日常生活的应用越来越让国人了解到其重要性；通过在欧美等一些目前发达国家中使用表明，湿度如今在加湿、除湿、美容养颜、自动控制、生物培养、室内检测等许多的家电的应用中起着非常明显的作用。试验表明，空气的相对湿度为50%60%时人体感觉最为舒适，也不容易引起疾病。当空气湿度高于65%或低于38%时，微生物繁殖滋生最快；当相对湿度在45%55%时，病菌的死亡率较高。人体皮肤会感到舒适，呼吸均匀正常。,5,一、认识湿
3、敏传感器,湿度传感器(湿敏传感器)是一种能将被测环境湿度转换成电信号的装置，主要由两个部分组成：湿敏元件和转换电路，除此之外还包括一些辅助元件，如辅助电源、温度补偿、输出显示设备等。 湿度传感器的原理和气体传感器的原理一样，即测定传感器部分的材料上吸附水分而电阻减小，但所用材料与气体传感器的不同，其材料有氯化锂、碳素膜、硒薄膜、氧化铝膜、陶瓷等。 如图3-2所示，主要有电阻式和电容式两大类。,6,一、认识湿敏传感器,1湿度的定义 1) 绝对湿度(AH) 2) 相对湿度(RH) 3) 露点(温度) 2电阻式湿敏传感器 1) 氯化锂湿敏电阻 2) 半导体陶瓷湿敏电阻 (1) 烧结型湿敏电阻 (2)
4、 涂覆膜型Fe3O4湿敏器件 3) 有机高分子膜湿敏电阻,7,一、认识湿敏传感器,3电容式湿敏传感器 4集成湿度传感器 1) 线性电压输出式集成湿度传感器 2) 线性频率输出集成湿度传感器 3) 频率/温度输出式集成湿度传感器 4) 单片智能化湿度/温度传感器,8,二、湿敏传感器的使用,1电压特性 2测湿范围 3测湿精度 4时漂和温漂 5安装要求,9, 任务实施,一、湿敏传感器的选型 HDP-07系列结露传感器(如图3-7所示)是基于独特设计的电阻元件，热硬化性树脂结构，通过自身的阻值变化去测量或预测空气的结露，在相对湿度93%RH的时候阻值会变得很大，适合做湿度开关用。,10,二、湿敏传感器
5、的实际应用,图3-8所示的浴室镜面水汽清除器主要由电热丝、结露控制器、控制电路等组成，其中电热丝和结露控制器安装在玻璃镜子的背面，用导线将它们和控制电路连接。 控制电路的电源由降压，经整流、滤波和VD3稳压后供给。控制电路及电加热器的安装如图3-1所示。控制电路安装在自选的塑料盒内，将电路板水平安装并固定好；使用时，通过改变电阻R1的阻值，可使加热器的通、断预先确定在某相对温度范围内。选取电热褥的高绝缘电热丝作为电加热器，其长度可根据镜面的大小来确定。参照图示的形状缝制在一块普通布上。用801胶将布粘在镜子背面。粘接时，只需在布的4个角上涂胶，胶量不宜太大，固定住即可。此外，固定结露元件也可用
6、此法，注意粘接元件时不能沾污感湿膜面。,11,三、测量参考电路,12,四、总结调试,(1) 元件开始通电工作时，没有接触可燃性气体，其电导率也急剧增加，1分钟后达到稳定，这时方可正常使用，这段变化在设计电路时可采用延时处理解决。 (2) 加热电压的改变会直接影响元件的性能，所以在规定的电压范围内使用为佳。 (3) 负载电阻可根据需要适当改动，不影响元件灵敏度。 (4) 环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响，当元件在精密仪器上使用时，应进行温湿度补偿，最简便的方法是采用热敏电阻补偿之。 (5) 避免腐蚀性气体及油污染，长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网。 (6) 使用条件：温度-1535；相
7、对湿度45%75%RH；大气压力80106kPa。,13, 能力拓展,一、湿度控制在小家电上的使用 1湿度在加湿机、除湿机上的应用 2湿度在日用品或工艺品上的应用 3湿度在培养箱、恒温恒湿设备上的应用 4湿度在排风扇、通风管道行业的应用 5湿度在空调、风扇上的应用 6湿度在美容行业的应用 7湿度在电力柜上的应用 8湿度在其他行业的应用,14,二、干湿球湿度计,又叫干湿计。利用水蒸发要吸热降温，而蒸发的快慢(即降温的多少)是和当时空气的相对湿度有关这一原理制成的。其构造是用两支温度计，其一在球部用白纱布包好，将纱布另一端浸在水槽里，即由毛细作用使纱布经常保持潮湿，此即湿球。另一未用纱布包而露置于
8、空气中的温度计，谓之干球(干球即表示空气的温度)。如果空气中水蒸气量没饱和，湿球的表面便不断地蒸发水汽，并吸取气化热，因此湿球所表示的温度都比干球所示要低。 早在18世纪人类就发明了干湿球湿度计，干湿球湿度计的准确度还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度，湿度计必须处于通风状态，只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时，才能达到规定的准确度。干湿球湿度计的准确度只有5%7%RH。,15,三、房间湿度控制器,湿度传感器应用的电路原理图如图3-9所示，传感器的相对湿度值为0%100%RH，所对应的输出信号为0100mV。,16,思考与练习题,3-1什么是绝对湿度和相对湿度？ 3-2简述几种湿敏传感器的组成、工作原理及特性。 3-3使用湿度传感器时应注意哪些事项？加热去污的方法是什么？ 3-4设计分析一个湿敏传感器的实际应用电路。,
