選擇溫濕度傳感器的若干問題

 前言
人類的生存和社會活動與濕度密切相關。隨著現代化的實現，很難找出一個與濕度無關的領域來。由于應用領域不同，對濕度傳感器的技術要求也不同。從制造角度看，同是濕度傳感器，材料、結構不同，工藝不同．其性能和技術指標有很大差異，因而價格也相差甚遠。對使用者來說，選擇濕度傳感器時，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品，權衡好“需要與可能”的關系，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。在當今的信息時代，傳感器技術與計算機技術、自動控制拄術緊密結合著。測量的目的在于控制，測量范圍與控制范圍合稱使用范圍。當然，對不需要搞測控系統的應用者來說，直接選擇通用型濕度儀就可以了。下面列舉一些應用領域對濕度傳感器使用溫度、濕度的不同要求，供使用者參考（見表1）。用戶根據需要向傳感器生產廠提出測量范圍，生產廠優先保證用戶在使用范圍內傳感器的性能穩定一致，求得合理的性能價格比，對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zui重要的指標。每提高—個百分點．對傳感器來說就是上一個臺階，甚至是上一個檔次。因為要達到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠。例如進口的1只廉價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。*，相對濕度是溫度的函數，溫度嚴重地影響著空間內的相對濕度。溫度每變化0.1℃。將產生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。因為濕度隨著溫度的變化也漂忽不定的話，奢談測濕精度將失去實際意義。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生器也難以做到，更何況傳感器自身了。國家標準物質研究中心濕度室的文章認為：“相對濕度測量儀表，即使在20—25℃下，要達到2％RH的準確度仍是很困難的。”
3、考慮時漂和溫漂
幾乎所有的傳感器都存在時漂和溫漂。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，生產廠商會標明1次標定的有效使用時間為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問屬。
溫漂在上1節已經提到。選擇濕度傳感器要考慮應用場合的溫度變化范圍，看所選傳感器在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zui小，5-25℃時，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，就一定要考慮溫漂的影響，進行必要的補償或訂正。 領域 部門 溫度（℃） 溫度（%RH）
紡織 紡紗廠 23 60
織布廠 18 85
醫藥 制藥廠 10～ 30 50～60
手術室 23～ 26 50～60
輕工 印刷廠 23～ 27 49～51
卷煙廠 21～ 24 55～65
火柴廠 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 啤酒發酵 4～8 50～70
農業 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：在不同領域的使用范圍（%RH/℃）
4．與傳統測濕方法的關系
早在18世紀人類就發明了干濕球和毛發濕度計，而電子式濕度傳感器是近幾十年．特別是近20年才迅速發展起來的。新舊事物的交替與人們的觀念轉變很有關系。由于干濕球、毛發濕度計的價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格的不認可。正好像用慣了掃帚的人改用吸塵器時，總覺得花幾百元錢買一臺吸塵器有些不上算，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。有些用戶拿干濕球濕度計來對比剛購得的濕度傳感器，如發現示值不同，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狀態：只有紗布水套、水質、風速都滿足一定要求時，才能達到規定的準確度。濕度傳感器生產廠在產品出廠前都要采用標準濕度發生器來逐支標定，zui常用分流式標準濕度發生器來進行標定。所以希望用戶在需要校準時也采用相同的方法，避免用準確度低的器具去校準或比對精度高的傳感器。
5、其它注意事項
濕度傳感器是非密封性的，為保護測量的準確度和穩定性，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，否則將影響測量精度．或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時應技要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進行遠距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時，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，無論進口或國產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，對于測量精度比較高的濕度傳感器尤其重要。