自動檢測課程設(shè)計報告--濕度傳感器及應(yīng)用-文庫吧資料
2025-03-29 12:10本頁面
【正文】 工方面。寺日、福島、新田等人在這方面已經(jīng)邁出了頗為成功的一步。實踐已經(jīng)證明，陶瓷元件不僅具有濕敏特性，而且還可以作為感溫元件和氣敏元件。因此，自60年代起，許多國家開始竟相研制適用于高溫條件下進行測量的濕度傳感器。以往，通風(fēng)干濕球濕度計幾乎是在這個溫度條件下可以使用的唯一方法，而該法在實際使用中亦存在種種問題，無法令人滿意。近年來，這種方法在工業(yè)中的低霜點測量方面開始嶄露頭角。然而，遺憾的是盡管許多國家的專業(yè)人員為改進傳感器的性能進行了不懈的努力，但是在探索生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品的工藝條件，以及提高性能穩(wěn)定性等與實用有關(guān)的重要問題.上始終未能取得重大的突破。因此它被認為是進行高空大氣探測可供選擇的幾種合乎要求的傳感器之一。另外，它還適用于測量液體中的水分。5%RH ，時間常數(shù)在正溫時為2～3s，滯差一般在7%左右，比阻穩(wěn)定性亦較好。碳濕敏元件碳濕敏元件是美國的 和 于1942年首先提出來的，與常用的毛發(fā)、腸衣和氯化鋰等探空元件相比，碳濕敏元件具有響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、無沖蝕效應(yīng)和滯后環(huán)窄等優(yōu)點，因之令人矚目。這種濕度計和上述電阻式氯化鋰濕度計形式相似，但工作原理卻完全不同?？捎糜谌砍虦y量的濕度計組合的元件數(shù)一般為5個，采用元件組合法的氯化鋰濕度計可測范圍通常為（15～100）%RH，國外有些產(chǎn)品聲稱其測量范圍可達（2 ～100）%RH 。%的濃度對應(yīng)的感濕范圍約為（80～100）%RH ，%的濃度對應(yīng)范圍是（60～80）%RH 等。氯化鋰元件的測量范圍與濕敏層的氯化鋰濃度及其它成分有關(guān)。氯化鋰濕度傳感器（1）電阻式氯化鋰濕度計。這方面沒有干濕球測濕方法好。電子式濕敏傳感器的準確度可達23%RH，這比干濕球測濕精度高。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。第三章、濕度傳感器的原理及框圖、濕度傳感器的原理濕度傳感器測量電路由濕度傳感器，差動放大器，同相加法放大器等主電路組成；為了實現(xiàn)溫度補償功能，選擇鉑電阻溫度傳感器采集環(huán)境溫度，通過轉(zhuǎn)換電橋和差動放大，輸入同相加法器實現(xiàn)加法運算，補償環(huán)境溫度對濕度傳感器的影響，其中轉(zhuǎn)換電橋工作電壓由差動放大器輸出電壓通過電壓跟隨器提供。制成二極管濕敏器件和MOSFET濕度敏感器件等。有機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。所以，其種類繁多可見一斑。綜上所述，作為理想的濕度傳感器希望能滿足下列要求：（1） 在各種氣體環(huán)境下特性穩(wěn)定，不受塵埃附著的影響，使用壽命長；（2） 受溫度的影響??；（3） 線性重復(fù)性好，靈敏度高，遲滯回差小，響應(yīng)速度快；（4） 小型，易于制作和安裝，且互換性好。四、 濕度溫度系數(shù)濕敏元件的濕度溫度系數(shù)是表示感濕特性曲線隨環(huán)境溫度而變化的特性參數(shù)，在不同的環(huán)境溫度下，濕敏元件的感濕特性曲線是不相同的，它直接給測量帶來誤差。因此，這就造成用濕敏元件感濕特性曲線的斜率來表示靈敏度的困難。在感濕特性曲線是直線的情況下，用直線的斜率來表示濕敏元件的靈敏度是恰當(dāng)而可行的。三、 靈敏度濕敏元件的靈敏度，就其物理含義而言，應(yīng)當(dāng)反映相對于環(huán)境濕度的變化、元件感濕特征量的變化程度。人們希望特性曲線應(yīng)當(dāng)在全量程上是連續(xù)的，曲線各處斜率相等，即特性曲線呈直線。二、感濕特征量相對濕度特性曲線每一種濕敏元件都有其感濕特征量，如電阻、電容、電壓、頻率等。濕度量程越大，其實際使用價值越大。 濕度傳感器及其特性參數(shù)濕度傳感器是指能將濕度轉(zhuǎn)換為與其成一定比例關(guān)系的電量輸出的器件式裝置。符號d，單位g/kg。φ值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強；φ值大則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。式（） 式（） 式（）其中： —相應(yīng)于濕球溫度的飽和水蒸氣壓力；Pb—干球溫度對應(yīng)的飽和水蒸氣壓力；B—大氣壓力；A—與風(fēng)速有關(guān)的系數(shù)。絕對濕度只能說明濕空氣中實際所含水蒸汽的質(zhì)量，而不能說明濕空氣干燥或潮濕的程度及吸濕能力的大小。 絕對濕度每m3濕空氣在標況下（0℃，1大氣壓）所含濕空氣的重量，即水蒸氣密度，單位為g/m3。大氣中含有水汽的多少，表示大氣的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度是表示大氣干濕程度的物理量。在此基礎(chǔ)上，能夠?qū)λO(shè)計的傳感器或儀表得到更進一步地認識和了解，為以后學(xué)習(xí)更深的知識打下扎實的基礎(chǔ)。課程設(shè)計的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握相關(guān)傳感器或檢測儀表的原理、結(jié)構(gòu)及在工程中的實際應(yīng)用。 目的和意義課程設(shè)計是專業(yè)課《自動檢測技術(shù)及儀表》課程教學(xué)中的重要組成環(huán)節(jié)，其目的是通過課程設(shè)計的教學(xué)實踐，使學(xué)生對所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識得到鞏固，并使學(xué)生得到運用所學(xué)理論知識解決實際問題的初步認識和鍛煉。將現(xiàn)代先進制造技術(shù)引入傳感器技術(shù)，例如水熱腐蝕制備納米薄膜技術(shù)、鈍化技術(shù)等，能制作出質(zhì)地均勻、性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、重量輕的敏感元件。而敏感元件的性能主要取決于兩個重要因素，即構(gòu)
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