第十章氣濕敏傳感器(參考版)
2024-08-12 13:29本頁(yè)面
【正文】 可外接轉(zhuǎn)換電路 ,使電容 — 濕度特性趨于理想直線 。 當(dāng)測(cè)試頻率為 ,其輸出特性有良好的線性度 。 隨著環(huán)境濕度的提高 ， 高分子薄膜吸附的水分子增多 ， 因而濕度傳感器的電容量增加 ． 所以根據(jù)電容量的變化可測(cè)得相對(duì)濕度 。 結(jié)構(gòu) 高分子薄膜 上部電極 下部電極 第 10章 氣敏濕敏傳感器 感濕機(jī)理與性能 電容式高分子濕度傳感器 ， 其上部多孔質(zhì)的金電極可使水分子透過(guò) ， 水的介電系數(shù)比較大 ，室溫時(shí)約為 79。 20 40 60 80 100 103 104 105 106 107 108 相對(duì)濕度 /% R/Ω 第 10章 氣敏濕敏傳感器 四 、 高分子濕度傳感器 用有機(jī)高分子材料制成的濕度傳感器，主要是利用其吸濕性與脹縮性。在單對(duì)數(shù)的坐標(biāo)中，電阻 — 濕度特性近似呈線性關(guān)系。材料的主晶相是 MgCr2O4相 ,此外 ,還有 TiO2相 等 ,感濕體是一個(gè)多晶多相的混合物。這種多孔陶瓷的氣孔大部分為粒間氣孔 ,氣孔直徑隨 TiO2添加量的增加而增大。 也有少數(shù)陶瓷濕度傳感器 ， 它的感濕特性量為電容 。 這類濕度傳感器的感濕特征量大多數(shù)為電阻 。 第 10章 氣敏濕敏傳感器 三 、 陶瓷濕度傳感器 典型產(chǎn)品是燒結(jié)型陶瓷濕敏元件 是 MgCr2O4－TiO2 系 。 氯化鋰濕度傳感器的結(jié)構(gòu) A B B 鈀絲 A 涂有聚苯乙烯薄膜的圓筒 電解質(zhì)氯化鋰濕度傳感器最為典型 電解質(zhì)導(dǎo)電機(jī)理：電阻值隨環(huán)境濕度變化而變化。若物質(zhì)溶于水中，在極性水分子作用下，能全部或部分地離解為自由移動(dòng)的正、負(fù)離子，稱為液體電解質(zhì)。 在某一溫度下 ， 其水蒸氣壓同飽和蒸氣壓的百分比 ， 稱為相對(duì)濕度 : %100??sppRHVmv ??m—— 待測(cè)空氣中水蒸氣質(zhì)量；V—— 待測(cè)空氣的總體積； ρv—— 待測(cè)空氣的絕對(duì)濕度。 而飽和蒸氣壓是指在同一溫度下 ， 混合氣體中所含水蒸氣壓的最大值 (ps)。 質(zhì)量為 M的混合氣體中 ， 若含水蒸氣的質(zhì)量為 m， 則質(zhì)量百分比為 v／ V 100％ 這兩種方法統(tǒng)稱為水蒸氣百分含量法。 第二節(jié) 濕敏傳感器 第 10章 氣敏濕敏傳感器 一 、 濕度表示法 空氣中含有水蒸氣的量稱為濕度 ， 含有水蒸氣的空氣是一種混合氣體 。制成二極管濕敏器件和 MOSFET濕度敏感器件等。 有機(jī)高分子的材料種類也很多 ,工作原理也各不相同 。 利用多孔陶瓷的阻值對(duì)空氣中水蒸氣的敏感特性而制成 。 氯化鋰極易潮解 ， 并產(chǎn)生離子導(dǎo)電 ， 隨濕度升高而電阻減小 。添加 Y2O3的 ZrO2固體電解質(zhì)材料 ， 稱為 YSZ材料 。添加三氧化二釔的 ZrO2－ Y2O3固溶體 ， 離子活性較高 ， 在較低的溫度下 ， 其離子電導(dǎo)都較大 ，如圖 。 尤其是在氧化鈣添加量為 15％ mol左右時(shí) ,離子電導(dǎo)出現(xiàn)極大值 。并且 由于雜質(zhì)的加入 ， 在二
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