前言
人類的生存和社會(huì)活動(dòng)與濕度密切相關(guān)。隨著現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)很難找出一個(gè)與濕度無關(guān)的領(lǐng)域來。由于應(yīng)用領(lǐng)域不同對(duì)濕度傳感器的技術(shù)要求也不同。從制造角度看同是濕度傳感器材料、結(jié)構(gòu)不同工藝不同．其性能和技術(shù)指標(biāo)有很大差異因而價(jià)格也相差甚遠(yuǎn)。對(duì)使用者來說選擇濕度傳感器時(shí)首先要搞清楚需要什么樣的傳感器；自己的財(cái)力允許選購什么檔次的產(chǎn)品權(quán)衡好“需要與可能”的關(guān)系不致于盲目行事。我們從與用戶的來往中覺得有以下幾個(gè)問題值得注意。
1．選擇測量范圍
和測量重量、溫度一樣選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100％RH)測量。在當(dāng)今的信息時(shí)代傳感器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制拄術(shù)緊密結(jié)合著。測量的目的在于控制測量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當(dāng)然對(duì)不需要搞測控系統(tǒng)的應(yīng)用者來說直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)穸葌鞲衅魇褂脺囟�、濕度的不同要求，供使用者參�?見表1)。用戶根據(jù)需要向傳感器生產(chǎn)廠提出測量范圍生產(chǎn)廠優(yōu)先保證用戶在使用范圍內(nèi)傳感器的性能穩(wěn)定一致求得合理的性能價(jià)格比對(duì)雙方來講是一件相得益彰的事情。
2、選擇測量精度
和測量范圍一樣測量精度同是傳感器最重要的指標(biāo)。每提高—個(gè)百分點(diǎn)．對(duì)傳感器來說就是上一個(gè)臺(tái)階甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度其制造成本相差很大售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。例如進(jìn)口的1只廉價(jià)的濕度傳感器只有幾美元而1只供標(biāo)定用的全濕程濕度傳感器要幾百美元相差近百倍。所以使用者一定要量體裁衣不宜盲目追求“高、精、尖”。
生產(chǎn)廠商往往是分段給出其濕度傳感器的精度的。如中、低溫段(0一80％RH)為±2％RH而高濕段(80—100％RH)為±4％RH。而且此精度是在某一指定溫度下(如25℃)的值。如在不同溫度下使用濕度傳感器．其示值還要考慮溫度漂移的影響。眾所周知相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)溫度嚴(yán)重地影響著指定空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5％RH的濕度變化(誤差)。使用場合如果難以做到恒溫則提出過高的測濕精度是不合適的。因?yàn)闈穸入S著溫度的變化也漂忽不定的話奢談測濕精度將失去實(shí)際意義。所以控濕首先要控好溫這就是大量應(yīng)用的往往是溫濕度—體化傳感器而不單純是濕度傳感器的緣故。
多數(shù)情況下如果沒有精確的控溫手段或者被測空間是非密封的±5％RH的精度就足夠了。對(duì)于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場合再選用±3％RH以上精度的濕度傳感器。與此相對(duì)應(yīng)的溫度傳感器．其測溫精度須足±0.3℃以上起碼是±0.5℃的。而精度高于±2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到更何況傳感器自身了。國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心濕度室的文章認(rèn)為：“相對(duì)濕度測量儀表，即使在20—25℃下要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的�！�
3、考慮時(shí)漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時(shí)漂和溫漂。由于濕度傳感器必須和大氣中的水汽相接觸所以不能密封。這就決定了它的穩(wěn)定性和壽命是有限的。一般情況下生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年到期負(fù)責(zé)重新標(biāo)定。請(qǐng)使用者在選擇傳感器時(shí)考慮好日后重新標(biāo)定的渠道不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問屬。
溫漂在上1節(jié)已經(jīng)提到。選擇濕度傳感器要考慮應(yīng)用場合的溫度變化范圍看所選傳感器在指定溫度下能否正常工作溫漂是否超出設(shè)計(jì)指標(biāo)。要提醒使用者注意的是：電容式濕度傳感器的溫度系數(shù)α是個(gè)變量，超聲波測厚儀它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因?yàn)樗透叻肿泳酆衔锏慕殡娤禂?shù)隨溫度的改變是不同步的而溫度系數(shù)α又主要取決于水和感濕材料的介電系數(shù)所以電容式濕敏元件的溫度系數(shù)并非常數(shù)。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數(shù)最小5-25℃時(shí)中低濕段的溫漂可忽略不計(jì)。但在高溫高濕區(qū)或負(fù)溫高濕區(qū)使用時(shí)就一定要考慮溫漂的影響進(jìn)行必要的補(bǔ)償或訂正。
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領(lǐng)域
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部門
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溫度(℃)
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溫度(%RH)
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紡織
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紡紗廠
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23
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60
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織布廠
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18
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85
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醫(yī)藥
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制藥廠
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10～ 30
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50～60
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手術(shù)室
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23～ 26
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50～60
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輕工
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印刷廠
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23～ 27
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49～51
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卷煙廠
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21～ 24
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55～65
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火柴廠
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18～22
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50
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電子
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半導(dǎo)體
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22
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30～45
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計(jì)算機(jī)房
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20～30
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40～70
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通 訊
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電纜充氣
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-10～30
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0～20
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食 品
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啤酒發(fā)酵
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4～8
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50～70
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農(nóng)業(yè)
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良種培育
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15～40
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40～75
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人工大棚
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5～40
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40～100
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倉儲(chǔ)
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水果冷凍
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-3～5
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80～90
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地下菜窖
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-3～ -1
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70～ 80
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文物保管
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16～18
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50～55
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注：在不同領(lǐng)域的使用范圍(%RH/℃)
4．與傳統(tǒng)測濕方法的關(guān)系
早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球和毛發(fā)濕度計(jì)而電子式濕度傳感器是近幾十年．特別是近20年才迅速發(fā)展起來的。新舊事物的交替與人們的觀念轉(zhuǎn)變很有關(guān)系。由于干濕球、毛發(fā)濕度計(jì)的價(jià)格仍明顯低于濕度傳感器造成一部分人對(duì)電子濕度傳感器價(jià)格的不認(rèn)可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時(shí)總覺得花幾百元錢買一臺(tái)吸塵器有些不上算不如花幾元錢買把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統(tǒng)測濕方法在人們的腦海中印象太深了一些人形成了只有干濕球濕度計(jì)才是準(zhǔn)確的固有概念。有些用戶拿干濕球濕度計(jì)來對(duì)比剛購得的濕度傳感器如發(fā)現(xiàn)示值不同馬上認(rèn)為濕度傳感器不準(zhǔn)。須知干濕球的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH不但低于電子濕度傳感器而且還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度；濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時(shí)才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來逐支標(biāo)定最常用分流式標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來進(jìn)行標(biāo)定。所以希望用戶在需要校準(zhǔn)時(shí)也采用相同的方法避免用準(zhǔn)確度低的器具去校準(zhǔn)或比對(duì)精度高的傳感器。
5、其它注意事項(xiàng)
濕度傳感器是非密封性的為保護(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測空間的濕度還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高否則將影響測量精度．或者傳感器之間相互干擾甚至無法工作。使用時(shí)應(yīng)技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)要注意信號(hào)的衰減問題。當(dāng)傳輸距離超過200m以上時(shí)建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性無論進(jìn)口或國產(chǎn)的傳感器都需逐支調(diào)試標(biāo)定。大多數(shù)在更換濕敏元件后需要重新調(diào)試標(biāo)定對(duì)于測量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
