湿敏元件电阻与电容的区分

发布时间:2020-11-24 阅读量:2029 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网

湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要电阻式、电容式两大类。湿敏电容湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时,湿敏电容式传感器的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。


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湿敏电容式传感器的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化,其精度一般比湿敏电阻要低一些。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。


湿敏电阻的阻值随着湿度的增加电阻变小。一般情况下,大多数的变值电阻都是当某种变化的越大,它本身的电阻会变小的。就好像光敏电阻,热敏电阻那些,光度越大,温度越高,它的电阻都是变小的。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,这也是为什么测湿敏电阻阻值要用电桥而不能用普通万用表的原因。


当环境湿度发生改变时,湿敏电容的介电常数发生变化,使其电容量也发生变化,其电容变化量与相对湿度成正比。湿敏电阻的种类很多,例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高,主要缺点是线性度和产品的互换性差。除电阻式、电容式湿敏传感器元件之外,还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件(利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率)、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差,在检测环境湿度时,湿敏元件要长期暴露在待测环境中,很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。


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目前湿敏电容常规的生产方法有两种:一是将信号引出的焊盘制作在基底材料上,多孔电极制作在高分子湿敏薄膜上,形成串联的两个电容,这样一是增大了元件的尺寸,另一方面同一尺寸下减小了容值,降低了灵敏度。后期改型设计是采用两次金属成膜的方法,在多孔透气的金属薄膜和与下电极同时制作的焊盘间再沉积上一层较厚的金属膜层,将透气金属薄膜与焊盘连接,这样保证元件的尺寸不增加的情况下灵敏度提高,但是透气金属薄膜的厚度只能在几十纳米,工艺可控制性不好,而且该层不能对敏感材料层有效保护,容易划伤,后续应用较为不方便,导致这种电容式高分子湿度传感器可靠性差。

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