资讯详情

温湿度传感器概念及其工作过程原理

温湿度传感器是指能够将温度和湿度转换为易于测量和处理的电信号的设备或设备。由于温度和湿度与物理量本身和现实生活密切相关,因此将相应产生温度和湿度的传感器。市场上的温湿度传感器通常是测量温度和相对湿度。

1.温湿度传感器简介

1.1温度、湿度的相关概念 因为温度和湿度与物理量本身和现实生活中的温度和湿度密切相关,所以温度和湿度的传感器会相应产生。 温湿度传感器是指能够将温湿度转换为易于测量和处理的电信号的设备或装置。市场上的温湿度传感器通常是测量温度和相对湿度。

温度:测量物体冷热的物理量是国际单位体系中的七个基本物理量之一。在生产和科学研究中,许多物理现象和化学过程都在一定的温度下进行,人们的生活也与他密切相关。

湿度:湿度长期以来与生活密切相关,但很难用数量来表达。

日常生活中最常用的湿度物理量是空气的相对湿度。RH表示。物理量的相对湿度与温度密切相关。一定体积的封闭气体温度越高,相对湿度越低,温度越低,相对湿度越高。它涉及到复杂的热工程知识。

湿度的一些定义:

绝对湿度:指单位体积空气中的实际水蒸气量,一般为克。温度直接影响绝对湿度,一般温度越高,蒸汽越多,绝对湿度越大;相反,绝对湿度较小。

饱和湿度:在一定温度下,单位体积和空气中可容纳的水蒸气量最大化。如果超过这个限度,多余的水蒸气会凝结成水滴,空气湿度称为饱和湿度。空气的饱和湿度不是固定的,它会随着温度的变化而变化。温度越高,空气中的水蒸气越多,饱和湿度就越大。

露点:指含有一定量水蒸气(绝对湿度)的空气,当温度下降到一定程度时,水蒸气会饱和 (饱和湿度)并开始液化成水,这种现象叫做凝露。当水蒸气开始液化为水时,温度称为露点温度,称为露点。如果温度继续下降到露点以下,空气中的超饱和水蒸气将凝结成物体表面的水滴。此外,风与空气中的温湿度密切相关,也是影响空气温湿度变化的重要因素之一。

1.2温湿度的测量方法

湿度测量技术由来已久。随着电子技术的发展,现代测量技术也发展迅速。湿度测量原则上分为二三十种。湿度湿度的方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿度与干气的比值(重量或体积)等。但湿度测量一直是世界测量领域最著名的问题之一。深入研究一个看似简单的量值,涉及到相当复杂的物理化学理论分析和计算可能会忽略湿度测量中需要注意的许多因素,从而影响合理使用。

常用的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法)、静态法(饱和盐法、硫酸法)、露点法、干湿球法和各种电子传感器法。

基于热力学的双压法和双温法P、V、T平衡原理,平衡时间长,分流法是基于绝对水分和绝对干燥空气的精确混合。由于采用了现代的测量和控制手段,这些设备可以相当精确,但由于设备复杂、昂贵、耗时,主要作为标准测量,其测量精度可以达到±2%RH -±1.5%RH。

静态法中的饱和盐法是湿度测量中最常见的方法,简单易行。然而,饱和盐法对液体和气体的平衡有严格的要求,对环境温度的稳定性有较高的要求。它需要等待很长时间才能平衡,而低湿点需要更长的时间。特别是当室内湿度与瓶内湿度差较大时,每次打开都需要平衡6~8小时。

露点法是测量湿空气饱和时的温度,是热力学的直接结果,精度高,测量范围广。测量精密露点仪的精度可以达到±0.2℃甚至更高。但用现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵,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,使用最广泛。干湿球法是用干湿球方程换算湿度值的间接方法,这是有条件的:湿球附近的风速必须达到2.5m/s以上。普通干湿球温度计简化了这种情况,所以它的准确性只有5~7%RH,明显低于电子湿度传感器。显然,干湿球不是静态法。不要简单地认为,只要提高两个温度计的测量精度,就等于提高湿度计的测量精度。

这里强调两点:

首先,由于湿度是温度的函数,温度的变化决定性地影响了湿度的测量结果。无论如何,温度的准确测量和控制都是第一位的。注意,即使是隔热良好的恒温恒湿箱,其工作室的温度也有一定的梯度。因此,空间中的湿度难以完全一致。

第二,由于原理和方法的巨大差异,很难直接校准和识别各种测量方法,其中大部分只能通过间接方法进行比较。因此,在两种测湿方法之间校对全湿程(相对湿度0~100%RH)很难在所有温度范围内校准各点的测量结果。例如,通风干湿球湿度计需要规定风速的流动空气,饱和盐法则需要严格密封,两者无法比较。最好的办法是按照国家湿度计量器具检定系统(标准)规定的传输方式和检定程序逐级确定。

标签: 检定气体传感器

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台