湿度传感器是最重要的设备之一，在消费者，工业，生物医学和环境等方面已广泛使用，用于测量和监测湿度。
湿度定义为周围空气中存在的水量。空气中的水含量是人类健康的关键因素。例如，即使温度为00c，湿度较小，即空气干燥，我们也会感到舒适。
但是，如果温度为100℃并且湿度高，即空气的水含量很高，那么我们会感到非常不舒服。湿度也是操作敏感设备（例如电子设备，工业设备，静电敏感设备和高压设备等）的主要因素。这种敏感设备必须在适合该设备的湿度环境中操作。
因此，感应，测量，监测和控制湿度是一项非常重要的任务。下面提到了某些重要的感测，测量和控制湿度的领域。
国内的：在我们的家庭和办公室中传感和控制湿度很重要，因为较高的湿度条件会影响血液流动。其他领域包括烹饪，室内种植园等。
工业的：在炼油厂，化学，金属或其他使用熔炉的行业等行业中，高湿度将减少空气中的氧气量，从而降低发射速度。食品加工，纺织品，纸张等其他行业也需要控制湿度。
农业：诸如滴灌等灌溉技术需要植物的准确水分含量。同样，土壤中的水分在植物的正常生长中起着重要作用。需要控制湿度的其他区域是室内植被。
电子和半导体：几乎所有电子设备均以它们按预期工作的一系列湿度值进行评分。通常，此值将大约10％ - 50％的湿度。半导体工厂（制造厂）应保持非常精确的温度和湿度值，因为即使是微小的差异也会显示出对生产的巨大影响。
医疗的：诸如呼吸机，孵化器，消毒器等的医疗设备需要控制湿度。它也用于制药植物和生物过程中。
上述所有和许多其他应用都需要传感湿度，并使用湿度传感器进行。在讨论湿度传感器，其类型和工作原理之前，我们将首先看到一些与湿度有关的重要术语和定义。
大纲
与湿度有关的重要术语
水分：通常，水分意味着任何材料或物质的水含量。但实际上，水分一词是指固体和液体中的水含量。湿度一词是指气体（空气）中的水含量。
绝对湿度：绝对湿度（AH）是水蒸气与空气体积的质量之比。如果m是水蒸气的质量，V是总体积，即空气和水蒸气混合物的体积，则绝对湿度AH由
ah = m/v
绝对湿度不会考虑温度，但会随温度和压力而变化。
相对湿度：每当我们谈论测量湿度时，我们通常都在谈论的相对湿度（除非另有说明）。
相对湿度或RH是在温度下空气中存在的实际水蒸气压力与在相同温度下空气中存在的最大水蒸气压力的比率。
在天气报告和预测中，使用相对湿度表示降水或露水或雾的可能性，因此被认为是重要的度量。
相对湿度需要温度和压力来考虑。因此，测量相对湿度，测量水分含量和气温的湿度传感器。
笔记：对于高于1000c的温度，测量相对湿度（RH）无用，因为它会提供误导性值。
特定的湿度：特定的湿度（SH）是水蒸气与空气总质量的质量之比。
混合比或湿度比：混合比是水蒸气与干空气质量的质量之比。
露点温度：露点温度是水蒸气含量在空气中饱和的温度。在露点温度下，相对湿度为100％。换句话说，为了使空气保持最大的水蒸气（或水分），必须达到露点温度。
湿度传感器 - 分类和工作原理
湿度传感器是有助于测量环境湿度的非常重要的设备。从技术上讲，用于测量大气湿度的设备称为湿度计。湿度传感器或湿度计可以根据其用于测量的湿度的类型进行分类。
绝对湿度（AH）传感器或相对湿度（RH）传感器。湿度传感器也可以根据用于测量湿度的参数，即电容湿度传感器，电导率（或电阻）湿度传感器和导热电导率湿度传感器进行分类。
还有其他类型的湿度传感器或湿度计，例如光湿度计，振荡湿度计和重量湿度计。
让我们看看不同类型的湿度传感器或湿度计以及其工作原理。
电容湿度传感器
基于电容效应或简单电容湿度传感器的湿度传感器是可用的湿度传感器的基本类型之一。
它们通常用于成本，僵化和大小等因素的应用。在电容性相对湿度（RH）传感器中，介电材料的电介电常数随湿度的变化而变化。
电容性RH传感器的工作
随着大气中的水分改变其介电性，可以用充气电容器制成简单的电容性RH传感器。但是对于实际应用，空气作为介电是不可行的。
因此，电容器板之间的空间通常充满了适当的介电材料（隔离器），其介电常数在湿度变化时会变化。
构建电容性RH传感器的常见方法是将吸湿聚合物膜用作介电并在两侧沉积两层电极。
使用电容性RH传感器的另一种方法是观察使用带有RH敏感测试主题为介电的电容器构建的振荡器频率的变化。该设置通常用于药品。
将测试样品等测试样品放置在两个板（形成电容器电极）之间，以在LC振荡器电路中形成电容器。振荡器的频率随着测试样品周围的湿度而变化。
让我们看看基于恒温器聚合物膜的电容RH传感器的构造。它是在硅基材上制造的。在该基材上，将两个由铝，铂或铬制成的金属电极沉积。这些电极的形状被雕刻出来，以使电极形成互插的图案。
在该层的顶部，沉积了介电层。下图显示了电容湿度传感器的顶部和横截面视图。请注意，将两个温度敏感的电阻沉积在同一基板上以提供温度补偿。
电容湿度传感器的优势
- 输出电压接近线性。
- 它们在长时间的使用情况下提供稳定的结果。
- 可以检测到广泛的RH。
电容湿度传感器的缺点
- 距传感器和信号电路的距离非常有限。
电容湿度传感器的应用
电容性湿度传感器用于广泛的应用中，包括但不限于：
- HVAC系统
- 打印机和传真机
- 气象站
- 汽车
- 食品加工
- 冰箱，烤箱和烘干机
电阻湿度传感器（电导率传感器）
电阻湿度传感器是测量电阻（阻抗）或电导率的另一种重要类型的湿度传感器。电阻湿度传感器背后的原理是，非金属导体的电导率取决于其水含量。
电阻湿度传感器的工作
电阻湿度传感器通常由电阻率相对较低的材料组成，并且随着湿度的变化，这种电阻率显着变化。电阻和湿度之间的关系是逆指数。低电阻率材料沉积在两个电极的顶部。
电极以互插模式放置以增加接触面积。当顶层吸收水时，电极之间的电阻率会发生变化，并且可以借助简单的电路来测量这种变化。
一些常用的材料是盐，经过特殊处理的底物，固体聚电解质和导电聚合物。现代电阻湿度传感器涂有陶瓷物质，以提供额外的保护。传感器中的电极通常由金，银或铂等高贵金属制成。
电阻湿度传感器的优势
- 低成本
- 小尺寸
- 传感器和信号电路之间的距离可能很大（适用于远程操作）。
- 高度可互换，因为没有校准标准。
电阻湿度传感器的缺点
- 电阻湿度传感器对化学蒸气和其他污染物敏感
- 如果与水溶性产品一起使用，输出读数可能会改变。
电阻湿度传感器的应用
电阻或导电湿度传感器是尺寸相对较小的低成本传感器。它们通常用于几种工业，家庭或住宅和商业应用中。
导热湿度传感器
导热湿度传感器也称为绝对湿度（AH）传感器，因为它们测量了绝对湿度。导热湿度传感器测量干燥空气和水蒸气的空气的导热率。单个热电导率之间的差异可能与绝对湿度有关。
导热性湿度传感器的工作
实现基于热导率的湿度传感器的最佳组件是热敏电阻。因此，将两个带有负温度系数的微型热敏电阻用于桥电路。
在此，一个热敏电阻在装满干氮的腔室中密封，而另一个热敏电阻通过小的通风孔暴露于开放环境。当电路打开电路时，计算两个热敏电阻的电阻，这两个值之间的差异与绝对湿度成正比（AH）成正比。
导热性湿度传感器的优势
- 适用于高温环境和高腐蚀性。
- 非常耐用
- 与其他类型相比，分辨率更高
导热性湿度传感器的缺点
- 暴露于与氮的热性质不同的气体可能会影响阅读测量。
导热性湿度传感器的应用
热导率湿度传感器的一些常见应用是：
- 干燥窑
- 制药植物
- 欧文斯
- 干衣机和干燥机
- 食物脱水
选择湿度传感器时的重要考虑因素
以下是选择湿度传感器时必须考虑的一些因素。
- 传感器的精度。
- 校准 - 要求和方法
- 传感器的大小
- 传感器的成本和更换成本
- 输出可重复性
- 电路复杂性
- 抵抗污染
- 传感器的可靠性
