湿敏电阻的应用和测试方法

今天来谈谈湿敏电阻的应用，在这之前先稍微介绍一下湿敏电阻。

什么是湿敏电阻？

湿敏电阻是电阻值随环境相对湿度而变化的敏感元件，主要是由湿敏层、电极和具有一定机械强度的绝缘基体所组成。

湿敏电阻工作结构原理

湿敏电阻式传感器主要由感湿层3、电极4和具有一定机械强度的绝缘基片2组成，如图1所示。感湿层在吸收了环境中的水分后引起两电极间电阻值的变化，这样就将相对湿度的变化转换成电阻值的变化。

湿敏电阻只能用交流的，直流会导致湿敏失效，因为直流的电场会导致高分子材料中的带电粒子偏向两极，一定时间以后湿敏电阻就会失效。所以必须用交流维持其动态平衡。

湿敏电阻种类和特性

湿敏电阻器也可细分为正系数湿敏电阻器和负系数湿敏电阻器两种。

正系数湿敏电阻器是当湿度增大时，阻值明显增大；当湿度减小时，阻值会显著减小。

负系数湿敏电阻器是当湿度减小时，阻值会明显增大；当湿度增大时，阻值会显著减小。

湿敏电阻的应用

湿敏电阻器广泛应用于洗衣机、空调器、录像机、微波炉等家用电器及工业、农业等方面作湿度检测、湿度控制用。

1、湿敏电阻测量

图中R为湿敏电阻，为温度补偿用热敏电阻。当传感器的输出电压通过跟随器并经整流和滤波后，一方面送入比较器1与参考电压U1比较，其输出信号控制某一湿度；另一方面送到比较器2与参考电压U2比较，其输出信号控制加热电路，以便按一定时间加热清洗。

2、湿敏电阻-婴幼儿尿床报警

如下所示采用湿敏电阻器构成的婴幼儿尿床报警器。它在婴幼儿的尿布尿湿后发出声音报警，起提醒作用。

电源接通后，由于尿布不湿，所以湿敏电阻器R1处于高阻值状态，这时VT1无基极电流而处于截止状态；VT2则进入饱和导通状态，其集电极为低电平，通过R5加到VT3基极，使VT3截止，这时低频振荡器电路不工作。

在尿布湿了之后，湿敏电阻器R1的阻值下降许多，这样VT1基极有较大电流，VT1饱和导通，其集电极为低电平，使VT2截止。这时，3V直流电压通过电阻R4对电容C1充电，这一充电就是一个延时电路，随着C1上充到的电压到一定程度后，加到VT3基极，使VT3和VT4获得正常直流偏置电压而进入震荡工作状态，这时扬声器BL1发出声响，进行提示。

3、检测大气湿度

如图所示，图中圈出来的为湿敏电阻，当环境温度较小的时候，湿敏电阻的阻值较大，电路输入端处于低电平状态，VT1截止，VT2导通处于低电平，红色发光二极管点亮。当湿度增加时，湿敏电阻阻值减小，使VT1饱和导通，VT2截止，红色发光二极管熄灭。

除此之外，湿敏电阻还有许多应用。

湿敏电阻参数

1、相对湿度

相对湿度是指在某一温度下，空气中所含水蒸气的实际密度与同一温度下饱和密度之比，通常用“RH”表示。例如：20%RH，则表示空气相对湿度为20%。

2、湿度温度系数

湿度温度系数是指在环境湿度恒定时，湿敏电阻器在温度每变化1℃时其湿度指示的变化量。

3、灵敏度

灵敏度是指湿敏电阻器检测湿度时的分辨率。

4、测湿范围

测湿范围是指湿敏电阻器的湿度测量范围。

5、湿滞效应

湿滞效应是指湿敏电阻器在吸湿和脱湿过程中电气参数表现的滞后现象。

6、响应时间

响应时间是指湿敏电阻器在湿度检测环境快速变化时，其电阻值的变化情况（反应速度）。

湿敏电阻怎么用？

湿敏电阻在使用时，必须要注意以下几点：

1、电源选择

湿敏电阻必须工作于交流回路中，若用直流供电，会引起多孔陶瓷表面结构改变，湿敏特性变劣。采用交流电源频率过高，将由于元件的附加容抗而影响测湿灵敏度和准确性，因此应以不产生正、负离子积聚为原则，使电源频率尽可能低。对离子导电型湿敏元件，电源频率应大于50Hz，一般以1000Hz为宜。对电子导电型，电源频率应低于50Hz。

2、线性化

一般湿敏元件的特性均为非线性，为便于测量，应将其线性化。

3、温度补偿

通常氧化物半导体陶瓷湿敏电阻湿度温度系数为0.1～0.3，故在测湿精度要求高的情况下必须进行温度补偿。

4、测湿范围

电阻式湿敏元件在温度超过95％RH时，湿敏膜因湿润溶解，厚度会发生变化，若反复结露与潮解，特性会变坏而不能复原。电容式传感器在80％RH以上高湿及100％RH以上结露或潮解状态下，也难以检测。另外，切勿将湿敏电容直接浸入水中或长期用于结露状态，也不要用手摸或嘴吹其表面。

湿敏电阻怎么读数？

湿敏电阻器本身一般没有标识信息，一般可根据其型号等信息识读参数。

湿敏电阻测试方法

湿敏电阻器的检测方法与热敏电阻器的检测方法相似，大家可以去看《抑制浪涌电流，为什么用NTC热敏电阻？》这篇文章，不同的是在测量时需要通过改变湿度条件，用万用表检测湿敏电阻器的阻值变化情况判断好坏。

根据实测结果可对湿敏电阻器的好坏作出判断。实际检测时，湿敏电阻器的阻值应随着湿度的变化而发生变化；若周围环境的湿度发生变化，湿敏电阻器的阻值无变化或变化不明显，则多为湿敏电阻器感应湿度变化的灵敏度低或性 能异常；

若实测湿敏电阻器的阻值趋近于零或无穷大，则说明该湿敏电阻器已经损坏；如果当湿度升高时所测的阻值比正常湿度下所测的阻值大，则表明该湿敏电阻器为正湿度系数湿敏电阻器；

如果当湿度升高时所测的阻值比正常湿度下所测的阻值小，则表明该湿敏电阻器为负湿度系数湿敏电阻器。

由上可知，在湿度正常和湿度增大的情况下，湿敏电阻器都有一固定值，表明湿敏电阻器基本正常。若湿度变化，阻值不变，则说明该湿敏电阻器的性能不良。在一般情况下，湿敏电阻器若不受外力碰撞，不会轻易损坏。

　　审核编辑：汤梓红