湿敏电阻器有哪些分类?这3类湿敏电阻器你是不是都知道?
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湿敏电阻器将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对它的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、湿敏电阻器
湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。工业上流行的湿敏电阻主要有氯化锂湿敏电阻,有机高分子膜湿敏电阻。
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜,当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。
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、酪酸醋酸纤维等。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 。
湿敏电阻只能用交流的,直流会导致湿敏失效,因为直流的电场会导致高分子材料中的带电粒子偏向两极,一定时间以后湿敏电阻就会失效。所以必须用交流维持其动态平衡,这也是为什么测湿敏电阻阻值要用电桥而不能用普通万用表的原因。
水分子是极性分子,在直流电场中会分解为H2及O2,影响测量,并且在湿度传感器中存在导电离子,在高湿情况下,如采用直流电会漂移,造成电导率漂移,影响传感器的使用寿命。可采用RC充放电,计时方式,有些芯片有RFC功能,亦可使用,或用IC直接产生1KHZ方波,叠加在采样电阻与湿度传感器之上,通过AD,在正周期内测量分压亦可。或采用模拟电路,通过对数运算进行R/V转换,再AD采样。
二、湿敏电阻器分类
湿敏电阻器通常分为三个不同的种类。
第一种是比较常见的半导体陶瓷湿敏元件,这种材料的湿敏电阻能检测的湿度范围是比较广的,并且性能也好,不会轻易受到影响;半导体陶瓷湿敏元件是由半导体陶瓷制成的对湿度敏感的元件。金属氧化物半导体陶瓷结构不甚致密,各晶粒之间有一定的空隙,呈多孔毛细管状,水分子可通过陶瓷材料的细孔,在各晶粒的表面和晶粒界面处吸附。在整个相对湿度范围内,电子导电和质子导电都同时存在,即是一种混合型导电模式,且当相对湿度低于某一数值时,电子导电占主要地位。当相对湿度高于该数值时,质子导电占主要地位。典型的有亚铬酸镁-氧化钛陶瓷湿度传感器、氧化镍陶瓷湿度传感器、氧化钛-五氧化二钒陶瓷湿度传感器。
第二种氯化锂湿敏电阻,比较多的运用湿度计等的制作;氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解,离子电导率发生变化而制成的测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成。氯化锂(LiCl)通常与聚乙烯醇组成混合体,在氯化锂的溶液中,Li 和 Cl 均以正负离子的形式存在,而 Li+对水分子的吸引力强,离子水合程度高,其溶液中的离子导电能力与浓度成正比。当溶液置于一定湿度场中,若环境相对湿度高,溶液将吸收水分,使溶液浓度降低,因此,其溶液电阻率增高;反之,环境相对湿度变低时,则溶液浓度升高,其电阻率下降,从而实现对湿度的测量。氯化锂湿敏元件在 150℃时的电阻-湿度特性曲线。
氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强,
氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。
氯化锂感湿基片的结构为选用绝缘材料的衬底,在上方制作一对金属电极,涂覆一层电解质溶液感湿膜,氯化锂是典型的离子晶体,属于非亲合型电解质,氯化锂溶液中,Li+对极性水分子的吸引力极强,离子水分程度最高。
最后一种是有机高分子膜湿敏电阻,这种使用了赢分子材料的湿敏电阻更多地运用于高温中湿度的测量。有机高分子膜湿敏电阻,在基片上覆盖一层用感湿高分子材料制成膜进行湿度测量的器件。当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时,元件的电阻率和电阻值都发生变化,利用这一特性即可测量湿度。
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