湿度湿敏传感器 温湿度传感器

温湿度传感器

温湿度传感器是一种装有湿敏和热敏元件，能够用来测量温度和湿度的传感器装置，有的带有现场显示，有的不带有现场显示。温湿度传感器由于体积小，性能稳定等特点，被广泛应用在生产生活的各个领域。

温湿度传感器一般由温度探头、湿度探头、现场显示单元、通讯单元等组成。

二 温湿度传感器的工作原理

1.温度传感器

热敏电阻温度传感器

热敏电阻是用半导体材料， 大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。

热电偶温度传感器

热电偶由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。

2.湿度传感器

湿度传感器的湿敏元件分为电阻式和电容式两种。

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。

三 温湿度传感器的通讯方式

1.模拟量

温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，4-20mA、0-5V或者0-10V。温湿度一体化模拟量型传感器它可以同时把温度及湿度值的变化变换成电流/电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。

2.RS485

电路采用微处理器芯片、温度传感器，确保产品的可靠性、稳定性和互换性。 采用颗粒烧结探头护套，探头与壳体直接相连。输出信号类型为 RS485，能可靠地与上位机系统等进行集散监控，最远可通信 2000 米，标准的 modbus 协议，支持二次开发。

3.以太网

可采集温湿度数据并通过以太网方式上传到服务器。实现温湿度数据的集中监控。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。

4.WIFI无线数据传输

WIFI无线数据传输温湿度变送器，可采集温湿度数据并通过WIFI方式上传到服务器。充分利用已架设好的WIFI通讯网络实现数据采集和传输，达到温湿度数据集中监控的目的。

5.基于GPRS传输

基于GPRS传输的温湿度变送器，只需一张移动或联通的SIM卡，就可以通过网络基站将采集的温湿度数据上传到服务器，GPRS通讯月流量小于30M。

光电、气敏、湿度传感器的应用控制原理图解

1、光电传感器

光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件，也可称为光电器件，主要用于光控开关、光控照明、光控报警等领域中，对各种可见光进行控制。

根据上图可知该光电传感器釆用的是光敏电阻器作为光电测控器件，光敏电阻器是一种对光敏感的器件, 其电阻值随入射光线的强弱发生变化而变化。

当环境光较强时，光电传感器MG的阻值较小，使电位器RP与光电传感器MG处的分压值变低，不能达到双向触发二极管VD的触发电压值。双向触发二极管VD截止，不能触发双向晶闸管，VT处于截止状态，照明灯EL不亮；

当环境光较弱时，光电传感器MG的阻值变大，使电位器RP与光电传感器MG处的分压值变高，随着光照强度的逐渐减弱，光电传感器MG的阻值逐渐变大，当电位器RP与光电传感器MG处的分压值达到双向触发二极管VD的触发电压时，双向二极管VD导通，进而触发双向晶闸管VT也导通，照明灯EL点亮。

2、气敏传感器

气敏传感器是一种将某种气体的有无或浓度转换为电信号的器件，它可检测出环境中某种气体及浓度，并将其转换成相应的电信号，该传感器主要用于可燃或有毒气体泄漏的报警电路中。

从图可看出该气体传感器采用的是气敏电阻器作为气体检测器件，气敏电阻器是利用电阻值随气体浓度变化而变化这一特性来进行气体测量的。

电路开始工作时，9V直流电源经滤波电容器C1滤波后，由三端稳压器稳压输岀6V直流电源，再经滤波电容器C2滤波后，为气体检测控制电路提供工作条件。

在空气中，气敏传感器MQ中AB电极之间的阻值较大，其B端为低电平，误差检测电路IC3的输入极R电压较低，IC3不能导通，发光二极管VL不能点亮，报警器HA无报警声；

当有害气体泄漏时，气敏传感器MQ中AB电极之间的阻值逐渐变小，其B端电压逐渐升高，当B端电压升高到预设的电压值时（可通过电位器RP进行调节），误差检测电路IC3导通，接通音响集成电路IC2的接地端，IC2工作，发光二极管VL点亮，报警器HA发出报警声。

3、湿度传感器

湿度传感器是一种将湿度状态转换为电信号的器件，主要用于工业生产、天气预报、食品加工等行业中对各种湿度进行控制、测量和监视。

根据上图可知该湿度传感器采用的是湿敏电阻器作为湿度测控器件，湿敏电阻器是利用电阻值随湿度变化而变化这一特性来测量湿度变化的。

当环境湿度较小时，湿度传感器MS的阻值较大，晶体三极管VT1的基极b为低电平，使基极b电压低于发射极e电压，晶体三极管VT1截止；此时晶体三极管VT2基 极b电压升高，基极b电压高于发射极e电压，晶体三极管VT2导通，发光二极管VL点亮；

当环境湿度增加时，湿度传感器MS的阻值逐渐变小，晶体三极管VT1的基极 b电压逐渐升高，使基极b电压高于发射极e电压，晶体三极管VT1导通；使晶体三极管VT2基极b电压降低， 晶体三极管VT2截止，发光 二极管VL熄灭。

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