湿敏电阻的工作原理 湿敏电阻的特点及常见类型

湿敏电阻广泛地运用于生活、农业与工业之中，湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分，使自身电阻值发生变化的原理制成的。本文今天给大家介绍湿敏电阻的特点、工作原理以及常用的湿敏电阻进行介绍。

湿敏电阻的特点

在基板上覆盖一层由湿敏材料制成的薄膜。当空气中的水蒸气吸附在湿敏薄膜上时，元件的电阻率和电阻值会发生变化。使用此功能即可测量湿度。湿敏电容器一般采用聚合物薄膜电容器。常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、醋酸丁酸酯等，当环境湿度发生变化时，湿敏电容器的介电常数发生变化，其电容量也会发生变化。电容变化量与相对湿度成正比。

湿敏电阻的工作原理

湿敏电阻传感器主要由湿敏层3、电极4和具有一定机械强度的绝缘基板2组成。 湿敏层吸收环境中的水分后，使两电极间的电阻值发生变化，从而将相对湿度的变化转化为电阻值的变化。 湿度敏感电阻器只能用于交流电。 直流会引起湿敏失效，因为直流电场会使高分子材料中的带电粒子偏向两极，一段时间后湿敏电阻就会失效。 因此，必须使用交流电来保持其动态平衡。 这也是为什么必须用电桥来测量湿敏电阻而不是普通万用表的电阻的原因。

湿敏电阻常见类型

半导体陶瓷湿敏元件

半导体陶瓷湿敏元件是由半导体陶瓷制成的对湿度敏感的元件。金属氧化物半导体陶瓷结构不甚致密，各晶粒之间有一定的空隙，呈多孔毛细管状，水分子可通过陶瓷材料的细孔，在各晶粒的表面和晶粒界面处吸附。在整个相对湿度范围内，电子导电和质子导电都同时存在，即是一种混合型导电模式，且当相对湿度低于某一数值时，电子导电占主要地位。当相对湿度高于该数值时，质子导电占主要地位。典型的有亚铬酸镁-氧化钛陶瓷湿度传感器、氧化镍陶瓷湿度传感器、氧化钛-五氧化二钒陶瓷湿度传感器。

多片电阻组合式氯化锂湿度传感器是利用湿度传感器的电特性(如电阻值)随湿度的变化而变化进行湿度测量的传感器。湿度传感器一般浸入绝缘体中以吸收水分性物质，或通过蒸发、涂层等工艺制备一层金属、半导体、聚合物薄膜和粉状颗粒。在湿度传感器吸湿除湿的过程中，水分子分解出的离子H+导通状态发生变化，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等诸多重要优点。氯化锂湿度传感器具有50多年的生产和研究历史，产品种类多样，生产方式利用了氯化锂湿敏液的各种优点，尤其是稳定性最强。氯化锂湿敏器件是电解质湿敏材料。在众多湿敏材料中，它们首先被人们注意到。并用于湿敏器件的制造，氯化锂电解质湿敏液按等效电导率随溶液浓度的增加而减少。电解液溶解在水中，降低水面的蒸气压，实现湿化。

氯化锂湿敏基板的结构为由绝缘材料制成的基板，顶部制作一对金属电极，并涂有一层电解液湿敏薄膜。氯化锂是典型的离子晶体，属于非亲和电解质。在氯化锂溶液中，Li+对极性水分子有很强的吸引力，离子水化程度最高。氯化锂湿敏膜由氯化锂和聚乙烯醇的混合物制成。其主要特点是：

(1)可在120度的高温环境下稳定工作，这是湿度传感器中其他聚合物电容无法比拟的;

(2)氯化锂湿度传感器的线性湿度测量范围窄于20%RH左右。在此测量范围内，线性误差小于2%RH。因此，要在全量程湿度测量环境下实现高精度的湿度测量，目前常用的单片机湿度传感器测量方法难以实现。

有机高分子膜湿敏电阻

有机高分子膜湿敏电阻，在基片上覆盖一层用感湿高分子材料制成膜进行湿度测量的器件。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。