温湿度传感器

 

【温湿度传感器】——原理定义

    由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。
    相对湿度的表示方法：

    相对湿度：在计量法中规定，湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。总之，即气体中（通常为空气中）所含水蒸气量（水蒸气压）与其空气相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸汽压）的百分比。

    *对湿度：指单位容积的空气里实际所含的水汽量，一般以克为单位。温度对*对湿度有着直接影响，一般情况下，温度越高，水蒸气发得越多，*对湿度就越大；相反，*对湿度就小。

    饱和湿度：在*温度下，单位容积，空气中所能容纳的水汽量的*大限度。如果*过这个限度，多余的水蒸气就会凝结，变成水滴，此时的空气湿度变称为饱和湿度。空气的饱和湿度不是固定不变的，它随着温度的变化而变化。温度越高，单位容积空气中能容纳的水蒸气就越多，饱和湿度就越大。

    *：指含有*量水蒸气（*对湿度）的空气，当温度下降到*程度时所含的水蒸气就会*饱和状态（饱和湿度）并开始液化成水，这种现象叫做凝露。水蒸气开始液化成水时的温度叫做“*温度”简称“*”。如果温度继续下降到*以下，空气中*饱和的水蒸气就会在物体表面上凝结成水滴。此外，风与空气中的温湿度有密切关系，也是影响空气温湿度变化的重要因素之一。

【温湿度传感器】——行业应用

食品行业：温湿度对于食品储存来说*，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品*问题温湿度的监控有利于相关人员进行及时的控制。

档案管理：纸制品对于温湿度*为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限，选用温湿度传感器配上*器，加热器，即可保持稳定的温度，避免虫害，潮湿等问题。

温室大棚：植物的生长对于温湿度要求*为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至*亡，利用温湿度传感器配合气体传感器，光照传感器等可组成一个数字化大棚温湿度监控系统，控制农业大棚内的相关参数，从而使大棚的效率**致。

动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质*的目标要依靠适宜的环境来保障。

药品储存：根据*相关要求，药品保存*须按照相应的温湿度进行控制。根据*新的GMP认证，对于一般的药品的温度存储范围为0-30℃。

烟草行业：烟草原料在发酵过程中需要控制好温湿度，在现场环境方便的情况下可利用WR293等无线温湿度传感器监控温湿度，在环境复杂的现场内，可利用RS-485等数字量传输的WR293进行检测控制烟包的温湿度，避免发生虫害，如果操作不当，则会造成原料的大量损失。

工控行业：主要用于暖通空调、机房监控等。楼宇中的环境控制通常是温度控制，对于用控制湿度**佳舒适环境的关注日益增多。

【温湿度传感器】——温湿度测量方法

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*对湿度、相对湿度、*、*与干气的比值（重量或体积）等等。但湿度测量*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*需注意的许多因素，因而影响的合理使用。

常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、*法），*法，干湿球法和形形*的电子式传感器法。

这里双压法、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*对*和*对干空气的*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，其测量精度可达±2%RH -±1.5%RH。

静态法中的饱和盐法，是湿度测量中*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较高。用起来要求等很长时间去平衡，低湿点要求更长。*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。

*法是测量湿空气*饱和时的温度，是热力学的直接结果，准确度高，测量范围宽。计量用的精密*仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光—电原理的冷镜式*仪价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。

干湿球法，这是18世纪就发明的测湿方法。历史悠久，使用*普遍。干湿球法是一种间接方法，它用干湿球方程换算出湿度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速*需*2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有5~7%RH,明显低于电子湿度传感器。显然干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只要*两支温度计的测量精度就等于*了湿度计的测量精度。

【温湿度传感器】——技术参数

Michell薄膜电容温湿度传感器——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。湿敏电容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。国外生产湿敏电容的主厂家有Michell公司、Vaisala公司、Siemens公司等。以Michell公司生产的WM33型湿敏电容为例，其测量范围是（1%～99%）RH，在55%RH时的电容量为180pF（典型值）。当相对湿度从0变化到100%时，电容量的变化范围是163pF～202pF。温度系数为0.04pF/℃，湿度滞后量为±1.5%，响应时间为5s。
Michell温湿度传感器WM33的技术参数：

M33运用于供热通风与空气调节等环境，楼宇控制系统，模拟信号4-20mA输出，WM52多点校准，运用于*控制和*测量等环境，可提供显示相对湿度，*对湿度和温度，显示可选2行或4行， 体积小便于安装，宽量程，全量程*精度。墙面安装单元可以提供显示和%RH，*，*对湿度和温度的信号输出。WM系列提供墙面安装传感器所需要的杰出的测量精度和稳定性。

亮点

WM33为*的HVAC应用而设计

WM52有数字技术，为可控环境*测量而设计

简易校验，保持*

技术指标

性能

湿度量程0-100%RH

温度量程-20～+80°C

湿度精度WM52:<±2%RH(10–90%RH)

WM33:<±3%RH(30–80%RH)

温度精度WM52:±0.2°C

WM33:±0.3°C

湿度稳定性<±1%RH/年

湿度响应时间T90<10秒

输入/输出

输出信号4–20mA,0–1,0–5,0–10V

供电电压14–30VDC,5–30VDC

(0–1V&mA输出)

工况

工作湿度

探头，外壳，储存 5–95%非冷凝

工作温度

探头,外壳-30～+85°C

储存 -40～+85°C

PRT

测量范围Pt100/1000:-50～+200°C

精度Pt100/1000:±0.15%

机械性能

外壳材质塑料

重量82g

电气连接螺纹压紧端子

输出转换

*-40～+60°C

*对湿度0–200g/m3