濕敏電阻竟然有這么多的用處?
什么是濕敏電阻?
濕敏電阻是電阻值隨環(huán)境相對濕度而變化的敏感元件,主要是由濕敏層、電極和具有一定機械強度的絕緣基體所組成。
濕敏電阻實物圖
濕敏電阻電路圖
濕敏電阻工作結構原理
濕敏電阻式傳感器主要由感濕層3、電極4和具有一定機械強度的絕緣基片2組成,如圖1所示。感濕層在吸收了環(huán)境中的水分后引起兩電極間電阻值的變化,這樣就將相對濕度的變化轉換成電阻值的變化。
濕敏電阻電路圖
濕敏電阻只能用交流的,直流會導致濕敏失效,因為直流的電場會導致高分子材料中的帶電粒子偏向兩極,一定時間以后濕敏電阻就會失效。所以必須用交流維持其動態(tài)平衡。
濕敏電阻種類和特性
濕敏電阻器也可細分為正系數(shù)濕敏電阻器和負系數(shù)濕敏電阻器兩種。
正系數(shù)濕敏電阻器是當濕度增大時,阻值明顯增大;當濕度減小時,阻值會顯著減小。
正電阻特性濕敏電阻
負系數(shù)濕敏電阻器是當濕度減小時,阻值會明顯增大;當濕度增大時,阻值會顯著減小。
負電阻特性濕敏電阻
濕敏電阻的應用
濕敏電阻器廣泛應用于洗衣機、空調器、錄像機、微波爐等家用電器及工業(yè)、農業(yè)等方面作濕度檢測、濕度控制用。
1、濕敏電阻測量
圖中R為濕敏電阻,為溫度補償用熱敏電阻。當傳感器的輸出電壓通過跟隨器并經(jīng)整流和濾波后,一方面送入比較器1與參考電壓U1比較,其輸出信號控制某一濕度;另一方面送到比較器2與參考電壓U2比較,其輸出信號控制加熱電路,以便按一定時間加熱清洗。
濕敏電阻測量電路圖
濕敏電阻應用電路圖
2、濕敏電阻-嬰幼兒尿床報警
如下所示采用濕敏電阻器構成的嬰幼兒尿床報警器。它在嬰幼兒的尿布尿濕后發(fā)出聲音報警,起提醒作用。
電源接通后,由于尿布不濕,所以濕敏電阻器R1處于高阻值狀態(tài),這時VT1無基極電流而處于截止狀態(tài);VT2則進入飽和導通狀態(tài),其集電極為低電平,通過R5加到VT3基極,使VT3截止,這時低頻振蕩器電路不工作。
在尿布濕了之后,濕敏電阻器R1的阻值下降許多,這樣VT1基極有較大電流,VT1飽和導通,其集電極為低電平,使VT2截止。這時,3V直流電壓通過電阻R4對電容C1充電,這一充電就是一個延時電路,隨著C1上充到的電壓到一定程度后,加到VT3基極,使VT3和VT4獲得正常直流偏置電壓而進入震蕩工作狀態(tài),這時揚聲器BL1發(fā)出聲響,進行提示。
濕敏電阻應用電路圖
濕敏電阻應用電路圖
3、檢測大氣濕度
如圖所示,圖中圈出來的為濕敏電阻,當環(huán)境溫度較小的時候,濕敏電阻的阻值較大,電路輸入端處于低電平狀態(tài),VT1截止,VT2導通處于低電平,紅色發(fā)光二極管點亮。當濕度增加時,濕敏電阻阻值減小,使VT1飽和導通,VT2截止,紅色發(fā)光二極管熄滅。
濕敏電阻應用電路圖
除此之外,濕敏電阻還有許多應用。
濕敏電阻參數(shù)
濕敏電阻器的主要參數(shù)有相對濕度、溫度系數(shù)、靈敏度、測濕范圍、濕滯效應、響應時間等。
1、相對溫度
相對濕度是指在某一溫度下,空氣中所含水蒸氣的實際密度與同一溫度下飽和密度之比,通常用“RH”表示。例如:20%RH,則表示空氣相對濕度為20%。
2、濕度溫度系數(shù)
濕度溫度系數(shù)是指在環(huán)境濕度恒定時,濕敏電阻器在溫度每變化1℃時其濕度指示的變化量。
3、靈敏度
靈敏度是指濕敏電阻器檢測濕度時的分辨率。
4、測濕范圍
測濕范圍是指濕敏電阻器的濕度測量范圍。
5、濕滯效應
濕滯效應是指濕敏電阻器在吸濕和脫濕過程中電氣參數(shù)表現(xiàn)的滯后現(xiàn)象。
6、’響應時間
響應時間是指濕敏電阻器在濕度檢測環(huán)境快速變化時,其電阻值的變化情況(反應速度)。
濕敏電阻怎么用?
濕敏電阻在使用時,必須要注意以下幾點:
1、電源選擇
濕敏電阻必須工作于交流回路中,若用直流供電,會引起多孔陶瓷表面結構改變,濕敏特性變劣。采用交流電源頻率過高,將由于元件的附加容抗而影響測濕靈敏度和準確性,因此應以不產(chǎn)生正、負離子積聚為原則,使電源頻率盡可能低。對離子導電型濕敏元件,電源頻率應大于50Hz,一般以1000Hz為宜。對電子導電型,電源頻率應低于50Hz。
2、線性化
一般濕敏元件的特性均為非線性,為便于測量,應將其線性化。
3、溫度補償
通常氧化物半導體陶瓷濕敏電阻濕度溫度系數(shù)為0.1~0.3,故在測濕精度要求高的情況下必須進行溫度補償。
4、測濕范圍
電阻式濕敏元件在溫度超過95%RH時,濕敏膜因濕潤溶解,厚度會發(fā)生變化,若反復結露與潮解,特性會變壞而不能復原。電容式傳感器在80%RH以上高濕及100%RH以上結露或潮解狀態(tài)下,也難以檢測。另外,切勿將濕敏電容直接浸入水中或長期用于結露狀態(tài),也不要用手摸或嘴吹其表面。
濕敏電阻怎么讀數(shù)?
濕敏電阻器本身一般沒有標識信息,一般可根據(jù)其型號等信息識讀參數(shù)。
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濕敏電阻識別圖
濕敏電阻識別圖
濕敏電阻測試方法
濕敏電阻器的檢測方法與熱敏電阻器的檢測方法相似,大家可以去看《抑制浪涌電流,為什么用NTC熱敏電阻?》這篇文章,不同的是在測量時需要通過改變濕度條件,用萬用表檢測濕敏電阻器的阻值變化情況判斷好壞。
萬用表測濕敏電阻圖
根據(jù)實測結果可對濕敏電阻器的好壞作出判斷。實際檢測時,濕敏電阻器的阻值應隨著濕度的變化而發(fā)生變化;若周圍環(huán)境的濕度發(fā)生變化,濕敏電阻器的阻值無變化或變化不明顯,則多為濕敏電阻器感應濕度變化的靈敏度低或性 能異常;
若實測濕敏電阻器的阻值趨近于零或無窮大,則說明該濕敏電阻器已經(jīng)損壞;如果當濕度升高時所測的阻值比正常濕度下所測的阻值大,則表明該濕敏電阻器為正濕度系數(shù)濕敏電阻器;
如果當濕度升高時所測的阻值比正常濕度下所測的阻值小,則表明該濕敏電阻器為負濕度系數(shù)濕敏電阻器。
由上可知,在濕度正常和濕度增大的情況下,濕敏電阻器都有一固定值,表明濕敏電阻器基本正常。若濕度變化,阻值不變,則說明該濕敏電阻器的性能不良。在一般情況下,濕敏電阻器若不受外力碰撞,不會輕易損壞。
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