電學(xué)濕度表電阻濕度表

電阻濕度表一般以經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的非導(dǎo)電高分子聚合物為感濕材料，上面覆蓋一層導(dǎo)電材料。高分子聚合物吸濕后膨脹，導(dǎo)致其表面導(dǎo)電材料的電阻率隨之增大；反之，當(dāng)濕度降低，聚合物脫水收縮，電阻率降低。因此，通過(guò)測(cè)量元件的電阻值可以確定空氣的相對(duì)濕度。電阻濕度表傳感器的感濕部位較薄，且以水汽吸附過(guò)程為主導(dǎo)，因而可以快速響應(yīng)環(huán)境濕度的變化。

元件用溶脹性較好的高分子聚合物，羥乙基纖維素和聚丙烯酰胺為感濕材料，加上導(dǎo)電材料碳黑，以及分散劑凝膠配制成膠狀液體浸漬到聚苯乙烯片基上，片基尺寸為101.6 mmx 17.46 mmx0.79 mm，長(zhǎng)邊兩側(cè)濺射上銀電極。

高分子聚合物吸濕后膨脹，使懸浮于其中的碳粒子接觸概率減小，元件的電阻增大反之，當(dāng)濕度降低時(shí)，聚合物脫水收縮，使碳粒子的相互接觸概率增加，元件的電阻值減小.通過(guò)測(cè)量元件的電阻值可以確定空氣的相對(duì)濕度。

碳濕敏元件存在一定的升濕和降濕滯差。即在濕度上升時(shí)指示偏高，在同一相對(duì)濕度下，兩組檢定線存在一定的差值，這種滯差有別于動(dòng)態(tài)測(cè)量中的滯后效應(yīng)，是一種永久性的落后效應(yīng)。

碳濕敏元件的另一個(gè)缺點(diǎn)就是存在明顯的溫度系數(shù)。

某些吸濕性物質(zhì)表現(xiàn)出能響應(yīng)環(huán)境相對(duì)濕度的變化而改變其電學(xué)特性，且與溫度只有很小的依賴關(guān)系，因而可以用來(lái)制作電學(xué)溫度表。常見(jiàn)的電學(xué)濕度表有電阻濕度表和電容濕度表。

高分子薄膜濕敏電容由芬蘭vaisala公司最先開(kāi)發(fā)的，英語(yǔ)上稱為“Humicap”.其結(jié)構(gòu)如圖1所示，傳感部分完全平鋪在一片玻璃基底上，首先在基底上真空噴涂一層金膜作為電容器的一個(gè)基本電極，然后在基片電極上均勻噴涂0.5～1um厚的吸濕材料醋酸纖維素.最后在吸濕材料上真空噴鍍上表面電極，表面電極的厚度為0.02 um，保證水汽分子能通過(guò)表面電極滲透進(jìn)人吸濕層，由于表面電極的厚度太薄，因而無(wú)法進(jìn)行任何引線的焊接，基本電極實(shí)質(zhì)上是由兩塊相互分離的金屬膜組成，并分別引出焊接線，它們分別對(duì)表面電極形成兩個(gè)電容C1和C2，因而從基底引線測(cè)量其電容量，實(shí)際上為C1和C2的串聯(lián)值，元件在相對(duì)濕度為零時(shí)，其總電容量約為40 PF,相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)其電容量可增加30%-35%。

電容濕度表的傳感器是同樣是以有機(jī)高分子膜作介質(zhì)的一種電容器。濕敏電容器的上電極是一層多孔金膜，能透過(guò)水汽；下電極為一對(duì)刀狀或梳狀電極，引線由下電極引出。基板是玻璃。整個(gè)感應(yīng)器是由兩個(gè)小電容器串聯(lián)組成。傳感器置于大氣中，當(dāng)大氣中水汽透過(guò)上電極進(jìn)人介電層，介電層吸收水汽后，介電系數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致電容器電容量發(fā)生變化。電容量的變化正比于相對(duì)濕度。濕敏電容傳感器應(yīng)安裝在百葉箱內(nèi)，傳感器的中心點(diǎn)離地面1.5 m。在某些自動(dòng)氣象站中，鉑電阻溫度傳感器與濕敏電容濕度傳感器制作成為一體。

影響濕敏電容滯后系數(shù)最主要的因素是電容表面金屬鍍層的工藝特性，最初的工藝是在真空噴鍍?cè)O(shè)備中鍍成連續(xù)性的薄金屬膜，這種工藝所制作的元件具有相當(dāng)大的滯后系數(shù).后來(lái)采用了真空鍍鉻，并使鍍層產(chǎn)生適當(dāng)裂紋的工藝，現(xiàn)今所使用的工藝是噴鍍成網(wǎng)孔狀的金屬膜工藝，一般來(lái)說(shuō)，滯后系數(shù)的大小與水汽滲透路徑成正比，滲透路徑大致等于不能滲透水汽的金屬膜聚合區(qū)的半寬度L加上可滲透水汽的金屬膜裂紋或空隙附近金屬膜的厚度l，因而多孔性金屬膜的L和l值均能達(dá)到微米的數(shù)量級(jí)，實(shí)踐還證明，多孔性金屬膜的附著強(qiáng)度以及防腐蝕能力均優(yōu)于前兩種工藝技術(shù)。

電學(xué)濕度表氯化鋰濕度計(jì)

這種濕度計(jì)的檢測(cè)元件表面有一薄層氯化鋰涂層,它能從周圍氣體中吸收水蒸汽而導(dǎo)電。周圍氣體相對(duì)濕度越高，氯化鋰吸水率越大，因而兩支電極間的電阻就越小。因此，通過(guò)電極的電流大小可反映出周圍氣體的相對(duì)濕度。這類濕度計(jì)在工業(yè)流程中應(yīng)用很廣。

電學(xué)濕度表氧化鋁濕度計(jì)

它的工作原理是：氧化鋁薄膜能從周圍氣體中吸水而引起本身電容和電阻值的變化，變化的幅度用以表示周圍氣體的相對(duì)濕度。這種濕度計(jì)主要用于工業(yè)流程氣體的濕度測(cè)量，可測(cè)相對(duì)濕度范圍很寬。 2100433B

濕度表干濕球濕度表

它由兩支溫度表組成：一支用于測(cè)量氣溫，稱干球；另一支的球部包上一層浸透蒸餾水的脫脂紗布，稱濕球。在未飽和的濕空氣中，水分從濕球表面蒸發(fā)所消耗的熱量取自于濕球溫度表的球部，導(dǎo)致濕球溫度將低于干球溫度，在已知干、濕球溫度和大氣壓力的條件下，可計(jì)算出當(dāng)時(shí)的大氣濕度。另一種常用的濕度表為毛發(fā)濕度表，它是利用脫脂人發(fā)的長(zhǎng)度與空氣濕度有關(guān)的原理制成。

在空氣中，水汽未飽和時(shí)，濕球的表面不斷地蒸發(fā)吸熱，因此濕球溫度表要比干球溫度表顯示溫度低。溫度差大小與當(dāng)時(shí)空氣的相對(duì)濕度有關(guān)，根據(jù)干、濕兩球的溫度差，旋轉(zhuǎn)對(duì)照盤，即可得出空氣相對(duì)濕度。

濕度表空氣濕度表

空氣濕度表是測(cè)量空間中的空氣濕度。采用紙張對(duì)空氣濕度影響敏感的特性，紙張受潮即膨脹的原理。濕度表的機(jī)芯由紙芯繞制成各種螺旋狀，制成一種靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，又能直接讀的濕度表。

濕度表毛發(fā)濕度表

這種表的上半部嵌有一個(gè)溫度表，水銀柱右邊的數(shù)字是攝氏表的溫度度數(shù)，左邊的數(shù)字表示在各種溫度時(shí)飽和水蒸氣的張力，在這種濕度表的背面，裝有一束去脂的毛發(fā)，這一束毛發(fā)因空氣的干濕而有伸縮。毛發(fā)的下端，連接到濕度表的下半部指針上，指針因毛發(fā)的伸縮在弧形上轉(zhuǎn)動(dòng)，指出當(dāng)時(shí)的濕度。這個(gè)指針上端所刻的兩行弧形度數(shù)，上一行是攝氏溫度，下一行是濕度的百分?jǐn)?shù)。

常用的電學(xué)測(cè)濕元件為電阻式濕度片，是在一塊基片兩面涂上吸濕性的導(dǎo)電物質(zhì)，當(dāng)空氣濕度變化，導(dǎo)電藥品蒸發(fā)或吸收空氣中的水汽，導(dǎo)致元件的電阻值變化?？赏ㄟ^(guò)測(cè)定其電阻值與大氣濕度的關(guān)系制成濕度表。

濕度表主要有三種類型：機(jī)械型、電動(dòng)型和冷點(diǎn)或露點(diǎn)型。

機(jī)械型濕度表

在簡(jiǎn)單的機(jī)械型濕度表里，感應(yīng)元件一般為有機(jī)物質(zhì)，它隨著周圍空氣或氣體中水汽的變化而伸縮。最常用的物質(zhì)為人的頭發(fā)。其他物質(zhì)可能是紙張、動(dòng)物組織（如牛腸膜制成的薄皮）和木材。如毛發(fā)濕度表。

電動(dòng)型濕度表

這種濕度表是測(cè)定吸濕物質(zhì)的電阻變化并轉(zhuǎn)換成相對(duì)濕度的百分率。在一種創(chuàng)作方法中，一股很細(xì)的金絲或白金絲在玻璃圓筒體或聚苯乙烯圓筒體上繞成螺旋線，線間的空隙用薄膜或氯化鋰這類吸濕性鹽填塞。在溫度不變的情況下，金屬線之間電阻的對(duì)數(shù)值差不多和相對(duì)溫度的對(duì)數(shù)值呈線性關(guān)系。電阻可以用惠斯登電橋或幾個(gè)毫安表來(lái)測(cè)定，再轉(zhuǎn)換為相對(duì)濕度．為了遙免鹽膜的極化，最好用交流電或直流電通過(guò)反向整流器。又因?yàn)閱为?dú)一個(gè)元件對(duì)溫度比較敏感，只適用于有限的濕度范圍，所以通常用幾個(gè)元件使?jié)穸确秶鷱?0%到90%。

冷點(diǎn)或露點(diǎn)型濕度表

這種濕度表通常稱作露點(diǎn)測(cè)定器，它測(cè)定露點(diǎn)溫度，這是氣體中水汽達(dá)到飽和點(diǎn)的溫度，或者說(shuō)相對(duì)濕度100%時(shí)的溫度。通常的程序是使拋光面冷卻，一直到表面上剛好開(kāi)始呈現(xiàn)露或一層水膜，然后測(cè)定表面的溫度。利用這一溫度加上進(jìn)來(lái)的樣本氣體的溫度，以及露點(diǎn)溫度計(jì)算表，便可以確定進(jìn)入氣體的相對(duì)濕度。