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湿敏电阻

发布时间：2022-08-05 15:16

作者：Ameya360

来源：网络

阅读量：2975

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1、半导体陶瓷湿敏元件；2、氯化锂湿敏电阻；3、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

湿敏电阻的工作原理

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。

湿敏电阻的特性及用途

温度的依存性小——空调，加湿器，除湿机

磁滞小——楼宇空调

再现性和应答性良好——事务设备

湿度感知范围广——礼品(时钟，天气预报计)

小型，轻量——干燥机

氯化锂湿敏电阻

多片电阻组合式氯化锂湿敏传感器是利用湿敏元件的电气特性（如电阻值），随湿度的变化而变化的原理进行湿度测量的传感器，湿敏元件一般是在绝缘物上浸渍吸湿性物质，或者通过蒸发、涂覆等工艺制各一层金属、半导体、高分子薄膜和粉末状颗粒而制作的，在湿敏元件的吸湿和脱湿过程中，水分子分解出的离子H+的传导状态发生变化，从而使元件的电阻值随湿度而变化。

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。氯化锂感湿膜由氯化锂和聚乙烯醇混合制作，其主要特性：

1）是可在120度高温环境中稳定工作，这一点是其他高分子电容是湿度传感器不可比拟的；

2）氯化锂湿敏元件线性测湿量程较窄大约在20%RH左右，在该测量范围内，其线性误差小于2%RH。所以，在全范围湿度测量环境中要想达到高精度的湿度测量，目前普遍采用的单片湿敏元件测量方法就很难实现了。

有机高分子膜湿敏电阻

电子式湿敏传感器的准确度可达2-3%RH，这比干湿球测湿精度高。

湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。

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行业新闻

上海雷卯：温控双金属片VS 热敏电阻NTC

　　一、温控双金属片VS 热敏电阻NTC　　优缺点总结　　温控双金属片：　　优点：结构简单、成本极低、直接驱动大功率、可靠性高、无需供电。　　缺点：精度低、响应慢、只有开关功能、有机械寿命、体积大。　　NTC 热敏电阻：　　优点：精度高、响应快、可提供连续温度读数、体积小、无机械磨损、可实现复杂控制(如PID)。　　缺点：需要配套电路、自身不能直接控制负载、过载易损坏、非线性输出。　　二、两者温控方式详细介绍　　1、温控双金属片　　定义：一种机械式温控开关　　它不是一个传感器，而是一个利用物理原理直接控制电路通断的执行器。您可以把它理解为一个“自动跳闸的闸刀”。　　工作原理：热胀冷缩的巧妙应用　　它由两片热膨胀系数不同的金属片牢牢压合而成。当温度变化时，膨胀系数大的金属片(主动层)伸长或缩短的量，会大于膨胀系数小的金属片(被动层)。这种差　　异迫使整个金属片向被动层一侧弯曲。这种弯曲的机械力被用来推动一个电触点，实现电路的“接通”或“断开”。　　双金属片继电器，根据金属片的两种材料的膨胀系数不同，执行断开和接触操作。　　工作模式：　　温度升高→ 双金属片弯曲 → 推动触点断开 → 电路断电，停止加热。　　温度降低→ 双金属片恢复 → 触点重新接通 → 电路通电，开始加热。　　如此循环，实现在一个设定温度点附近的恒温控制。　　2、NTC 热敏电阻　　定义：一种电子式温度传感器　　它是一个其电阻值会随温度变化的电子元件，本身不具备开关功能，只负责“感知”温度。　　工作原理：半导体材料的特性　　NTC是“负温度系数”的缩写。它由金属氧化物半导体材料制成。当温度升高时，材料内部能导电的电子(载流子)数量会增加，从而导致其电阻值下降;反之，温度降低，电阻值升高。这种电阻变化是连续且可测量的。　　工作模式：　　NTC需要串联一个固定电阻，构成一个“分压电路”。当温度变化导致NTC电阻值改变时，电路中的电压也会随之改变。这个电压信号可以被微控制器读取，并通过公式或查表法换算成具体的温度值。然后，系统再根据这个温度值来决策(比如让继电器吸合或断开，或者调节电机转速)。　　NTC热敏电阻测温电路图：　　三、温控双金属片和热敏电阻NTC应用推荐　　1、推荐使用温控双金属片的产品　　这类产品通常特点是：对成本敏感、控制精度要求不高、功能简单、需要直接控制大电流。　　家用电器中的恒温器/过热保护器：　　电水壶(水烧开后自动跳断)、电熨斗(保持底板在设定温度)、咖啡机/饮水机(保持底板在设定温度)、电饭锅(作为限温或保温开关)、微波炉(机电式的门开关或过热保护)等。　　电机/变压器保护：　　嵌在电机绕组中，当电机过热时直接切断电源，防止烧毁。　　汽车电器：　　座椅加热、后窗除雾的过热保护。　　核心应用：凡是需要“温度达到X度就断电，低于Y度就通电”这种简单开关控制，且对体积和精度不敏感的地方，双金属片是性价比最高的选择。　　2、推荐使用NTC热敏电阻的产品　　这类产品通常特点是：需要精确测温、需要数字显示、需要复杂的控制逻辑、产品智能化程度高。　　电池管理系统　　智能手机/笔记本电脑/电动车：精确监控电池温度，防止过充过放导致危险，是实现快充的关键传感器。　　汽车电子　　发动机水温传感器、进气温度传感器、空调内外循环温度传感器：为发动机电控单元提供精确的温度参数。　　高精度温控设备　　恒温箱/培养箱、医用设备、环境监测站：需要精确维持在一个狭窄的温度区间。　　智能家电　　变频空调：精确感知室内、室外、管温，从而实现节能和舒适的温度控制。　　智能电饭煲/烤箱：配合MCU实现多种烹饪曲线的精确控制。　　智能电饭煲/烤箱：配合MCU实现多种烹饪曲线的精确控制。　　消费电子　　用于监测设备内部温度，防止CPU等芯片过热。　　核心应用：凡是需要“知道现在具体是多少度”，并根据这个温度值进行复杂计算和精确控制的地方，NTC是必然选择。　　总之简单来说：温控双金属片是一个“实干家” ，它凭一己之力就能完成开关动作，简单粗暴但可靠耐用。NTC热敏电阻是一个 “情报员” ，它精确地收集温度情报，但需要交给“大脑”(MCU)来决策和指挥“手脚”(继电器等)行动。

2025-12-05 13:23 阅读量：725

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