湿度测量的发展和电子式湿度传感器法介绍

湿度测量技术来由已久，随着电子技术的发展，近代测量技术也有了飞速的发展。湿度测量从原理上划分二、三十种之多。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值(重量或体积)等等。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因而影响传感器的合理使用。

常见的湿度测量方法有：动态法(双压法、双温法、分流法)：双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理，平衡时间较长，分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段，这些设备可以做得相当精密，却因设备复杂、昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可±2%以上。

静态法(饱和盐法、硫酸法)：饱和盐法是湿度测量中最常见的方法，简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严，对环境温度的稳定要求很高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长，特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6-8小时。

电子式湿度传感器法：电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业,近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。

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。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法，早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多，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。此外，湿度的标准也是一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。

近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。

湿度传感器的精度分段：中、低湿段（0一80%RH）为±2%RH，而高湿段（80-100%RH）为±4%RH.而且此精度是在某一指定温度下（如25℃）的值。如在不同温度下使用湿度传感器。其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知，相对湿度是温度的函数，温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%RH的湿度变化（误差）。使用场合如果难以做到恒温，则提出过高的测湿精度是不合适的。因为湿度随着温度的变化也漂忽不定的话，奢谈测湿精度将失去实际意义。所以控湿首先要控好温，这就是大量应用的往往是温湿度一体化传感器而不单纯是湿度传感器的缘故。

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法国Humirel 数字输出温湿度传感器HTU21D：

新款数字式温湿度复合传感器HTU21D树立了新的湿度传感器的尺寸和智能化典范：采用适合回流焊的DFN封装，尺寸仅为3 x 3 x 1mm；提供经过校正的，线性的I2C数字输出信号。HTU21D是即插即用的湿度和温度复合传感器，是需要可靠和精确测量的OEM应用的理想选择。数字输出的湿度和温度信号可以直接与微控器接口。每个传感器都经过校正和测试，批号不仅打印在外壳，而且存储于传感器芯片，以便通过指令读取。用户可以通过指令改变HTU21D的分辨率（8/12bit至12/14bit）。此外，传感器还可以检测电量低，校验和用于改善通讯可靠性。HTU21D的功耗低，性价比高，尺寸小，所以适合价格敏感和安装空间受限的OEM大批量应用。应用于发动机和机动车辆, 医疗, 工业控制, 消费电子和家用电器等行业。

数字式温湿度传感器HTU21D特性：

1、完全可互换，无需重新校正

2、长期饱和后迅速恢复

3、适合无铅回流焊等自动化装配方式

4、单独标识，符合严格的追溯要求

法国Humirel 湿度传感器 - HM1500LF：

湿度传感器HM1500LF是一款基于耐用的HS1101LF传感元件的湿度探头，专为需要可靠精确测量的OEM应用而设计。产品尺寸小，安装简单。线性电压输出，可直接与微控器连接。应用于工业，过程控制，发动机和机动车辆。

湿度传感器HM1500LF特点及技术参数：

尺寸小

无铅，铬和汞

湿度精度：±2% @55%RH

1V ~ 3.6V直流输出（0% ~ 100% RH @ 5Vdc 供电）

供电电压：4.75Vdc ~ 5Vdc

专利的固态聚合体结构

互换性好

可靠性高，长期稳定性好

不受浸水影响

温度依赖性低

长期饱和状态后迅速恢复

快速响应

可蒸馏水清洗

法国Humirel 电容式湿度传感器 - HS1101LF：

电容式湿度传感器HS1101LF是一款电容式相对湿度传感器，湿敏传感器HS1101/HS1101LF传感器基于独特工艺设计的湿敏电容元件。全互换性，在标准环境下不需校正，长时间饱和下快速脱湿，可以自动化焊接，包括波峰焊，高可靠性与长时间稳定性，专利的固态聚合物结构，可用于线性电压或频率输出回路，快速反应时间快。适用于大批量，低成本应用。主要应用于温湿度仪表，办公室自动化，汽车驾 驶室空气控制，家用电器，工业过程控制系统等领域。

电容式湿度传感器HS1101LF特点：

无铅

可靠性高，长期稳定性好

专利的固态聚合物结构

适合线性电压输出或频率输出电路

快速响应，低温度系数

互换性好，标准条件下无需重新校正

长期饱和后迅速恢复

适合自动化装配，包括无铅波峰焊和回流焊

个体标识，方便追溯

可蒸馏水清洗

电容式湿度传感器HS1101LF技术参数：

基于独特工艺设计的电容元件，专利的固态聚合物结构

高精度：±2%RH，极好的线形输出

宽量程：1~99%RH，宽工作温度范围 –60~140℃(HS1101LF),–40~100℃(HS1101)

湿度输出受温度影响极小，常温使用无须温度补偿