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選擇濕度傳感器注意的若干問(wèn)題
人類(lèi)的生存和社會(huì )活動(dòng)與濕度密切相關(guān)。隨著(zhù)現代化的實(shí)現,很難找出一個(gè)與濕度無(wú)關(guān)的領(lǐng)域來(lái)。由于應用領(lǐng)域不同,對
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、結構不同,工藝不同.其性能和技術(shù)指標有很大差異,因而價(jià)格也相差甚遠。對使用者來(lái)說(shuō),選擇濕度傳感器時(shí),首先要搞清楚需要什么樣的傳感器;自己的財力允許選購什么檔次的產(chǎn)品,權衡好 “ 需要與可能 ” 的關(guān)系,不致于盲目行事。有以下幾個(gè)問(wèn)題值得注意。
1 .與傳統測濕方法的關(guān)系
早在 18 世紀人類(lèi)就發(fā)明了干濕球和毛發(fā)濕度計,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(lái)的。新舊事物的交替與人們的觀(guān)念轉變很有關(guān)系。由于干濕球、毛發(fā)濕度計的價(jià)格仍明顯低于濕度傳感器,造成一部分人對電子濕度傳感器價(jià)格的不認可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時(shí),總覺(jué)得花幾百元錢(qián)買(mǎi)一臺吸塵器有些不上算,不如花幾元錢(qián)買(mǎi)把掃帚那樣心理容易平衡。
由于傳統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才是準確的固有概念。有些用戶(hù)拿干濕球濕度計來(lái)對比剛購得的濕度傳感器,如發(fā)現示值不同,馬上認為濕度傳感器不準。須知干濕球的準確度只有 5 %一 7 % RH ,不但低于電子濕度傳感器,而且還取決于干球、濕球兩支溫度計本身的精度;濕度計必須處于通風(fēng)狀態(tài):只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿(mǎn)足一定要求時(shí),才能達到規定的準確度。濕度傳感器生產(chǎn)廠(chǎng)在產(chǎn)品出廠(chǎng)前都要采用標準濕度發(fā)生器來(lái)逐支標定,*常用分流式標準濕度發(fā)生器來(lái)進(jìn)行標定。所以希望用戶(hù)在需要校準時(shí)也采用相同的方法,避免用準確度低的器具去校準或比對精度高的傳感器。
2 、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。這就決定了它的穩定性和壽命是有限的。一般情況下,生產(chǎn)廠(chǎng)商會(huì )標明 1 次標定的有效使用時(shí)間為 1 年或 2 年,到期負責重新標定。請使用者在選擇傳感器時(shí)考慮好日后重新標定的渠道,不要貪圖便宜或迷信洋貨而忽略了售后服務(wù)問(wèn)屬。
溫漂在上 1 節已經(jīng)提到。選擇濕度傳感器要考慮應用場(chǎng)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,溫漂是否超出設計指標。要提醒使用者注意的是:電容式濕度傳感器的溫度系數 α 是個(gè)變量,它隨使用溫度、濕度范圍而異。這是因為水和高分子聚合物的介電系數隨溫度的改變是不同步的,而溫度系數 α 又主要取決于水和感濕材料的介電系數,所以電容式濕敏元件的溫度系數并非常數。電容式濕度傳感器在常溫、中濕段的溫度系數*小, 5-25 ℃ 時(shí),中低濕段的溫漂可忽略不計。但在高溫高濕區或負溫高濕區使用時(shí),就一定要考慮溫漂的影響,進(jìn)行必要的補償或訂正。
領(lǐng)域 部門(mén) 溫度 ( ℃ ) 溫度 (%RH)
紡織 紡紗廠(chǎng) 23 60
織布廠(chǎng) 18 85
醫藥 制藥廠(chǎng) 10 ~ 30 50 ~ 60
手術(shù)室 23 ~ 26 50 ~ 60
輕工 印刷廠(chǎng) 23 ~ 27 49 ~ 51
**廠(chǎng) 21 ~ 24 55 ~ 65
火柴廠(chǎng) 18 ~ 22 50
電子 半導體 22 30 ~ 45
計算機房 20 ~ 30 40 ~ 70
通 訊 電纜充氣 -10 ~ 30 0 ~ 20
食 品 啤酒發(fā)酵 4 ~ 8 50 ~ 70
農業(yè) 良種培育 15 ~ 40 40 ~ 75
人工大棚 5 ~ 40 40 ~ 100
倉儲 水果冷凍 -3 ~ 5 80 ~ 90
地下菜窖 -3 ~ -1 70 ~ 80
文物保管 16 ~ 18 50 ~ 55
注:在不同領(lǐng)域的使用范圍 (%RH/ ℃ )
3 、選擇量測精度
和量測范圍一樣,量測精度同是傳感器*重要的指標。每提高 — 個(gè)百分點(diǎn).對傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺階,甚至是上一個(gè)檔次。因為要達到不同的精度,其制造成本相差很大,售價(jià)也相差甚遠。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(chǎng)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,相對濕度是溫度的函數,溫度嚴重地影響著(zhù)指定空間內的相對濕度。溫度每變化 0.1 ℃ 。將產(chǎn)生 0.5 % RH 的濕度變化 ( 誤差 ) 。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫,則提出過(guò)高的測濕精度是不合適的。因為濕度隨著(zhù)溫度的變化也漂忽不定的話(huà),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。
多數情況下,如果沒(méi)有**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。對于要求**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(chǎng)合,再選用 ±3 % RH 以上精度的濕度傳感器。與此相對應的
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 的要求恐怕連校準傳感器的標準濕度發(fā)生器也難以做到,更何況傳感器自身了。國家標準物質(zhì)研究中心濕度室的文章認為: “ 相對濕度量測儀表,即使在 20—25 ℃ 下,要達到 2 % RH 的準確度仍是很困難的。 ”
4 .選擇量測范圍
和量測重量、溫度一樣,選擇濕度傳感器首先要確定量測范圍。除了氣象、科研部門(mén)外,搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程 (0-100 % RH) 量測。在當今的信息時(shí)代,傳感器技術(shù)與計算機技術(shù)、自動(dòng)控制拄術(shù)緊密結合著(zhù)。量測的目的在于控制,量測范圍與控制范圍合稱(chēng)使用范圍。當然,對不需要搞測控系統的應用者來(lái)說(shuō),直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應用領(lǐng)域對濕度傳感器使用溫度、濕度的不同要求,供使用者參考 ( 見(jiàn)表 1) 。用戶(hù)根據需要向傳感器生產(chǎn)廠(chǎng)提出量測范圍,生產(chǎn)廠(chǎng)優(yōu)先保證用戶(hù)在使用范圍內傳感器的性能穩定一致,求得合理的性能價(jià)格比,對雙方來(lái)講是一件相得益彰的事情。
5 、其它注意事項
濕度傳感器是非密封性的,為保護量測的準確度和穩定性,應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。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,就應放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對供電電源要求比較高,否則將影響量測精度.或者傳感器之間相互干擾,甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠距離信號傳輸時(shí),要注意信號的衰減問(wèn)題。當傳輸距離超過(guò) 200m 以上時(shí),建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。
由于濕敏元件都存在一定的分散性,無(wú)論進(jìn)口或國產(chǎn)的傳感器都需逐支調試標定。大多數在更換濕敏元件后需要重新調試標定,對于量測精度比較高的濕度傳感器尤其重要。
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