笛远温湿度传感器工作原理及特点
2025.04.14 作者:笛远科技 来源:笛远科技

笛远温湿度传感器主要是铂电阻温度传感器、湿敏电容湿度传感器,铂电阻温度传感器是用来测量空气、土壤和水的温度传感器,气温以摄氏度(℃)为单位,取1位小数。湿敏电容通常由两个电极和中间的湿敏介质组成。电极一般采用金属薄膜或金属网,湿敏介质则是对湿度敏感的材料,如高分子聚合物、陶瓷等。当环境湿度发生变化时,湿敏介质的介电常数会随之改变,从而导致电容值发生相应的变化。通过测量电容值的变化,就可以得出环境湿度的信息。

笛远温湿度传感器

1、铂电阻温度传感器

铂电阻温度传感器是用来测量空气、土壤和水的温度传感器,气温以摄氏度(℃)为单位,取1位小数。

1.1 工作原理

铂电阻温度传感器利用金属铂在温度变化时自身电阻也随之改变的特性来测量温度,其准确度和稳定性依赖于铂电阻元件的特性。电阻与温度的关系式为:Rt=R0(1+at+βt²)

式中R0为0 ℃时的电阻;Rt为t ℃时的电阻;α和β为电阻的一次和二次项温度系数。

铂电阻温度传感器通常采用Pt100电阻,0 ℃时的电阻值为100 Ω,电阻变化率约为0.385 Ω/℃。采用四芯屏蔽信号线从敏感元件引出用于测量,使用四线制测温原理,以减少导线电阻引起的测量误差。带标准电阻的四线制电阻测温原理,如图所示。

 

四线制电阻测温原理图

 

假定传感器的四根导线电阻为r,在2、3端接入标准电阻R0,和待测电阻Rt串联构成回路。由恒流源提供电流I0,由于导线的压降很小,所以I0=V1/Rt=V2/R0,即得出Rt=R0 x V1/V2

代入电阻与温度关系式中,即可计算出温度。

 

1.2  组成结构

气温传感器一般由精密级铂电阻元件和经特殊工艺处理的防护套组成,其组成结构如图所示。

温度传感器组成结构图 

温度传感器组成结构图

1.3  安装

气温传感器安装在百叶箱内的专用支架上,专用支架固定于百叶箱箱底中部;固定在支架东侧相应位置上,感应元件的中心部分距地高度150 cm。

 

2型号:湿敏电容湿度传感器

2.1 原理

湿敏电容通常由两个电极和中间的湿敏介质组成。电极一般采用金属薄膜或金属网,湿敏介质则是对湿度敏感的材料,如高分子聚合物、陶瓷等。当环境湿度发生变化时,湿敏介质的介电常数会随之改变,从而导致电容值发生相应的变化。通过测量电容值的变化,就可以得出环境湿度的信息。其结构如图9.7所示。当环境湿度变化时,吸湿膜吸收或释放空气中的水汽,电容两极板间的介电常数发生改变,电容量随之改变,经过核查即可建立测量元件电容量与空气湿度的函数关系。

 湿敏电容结构示意图 

湿敏电容结构示意图

2.2 电容值的计算与变化:根据平行板电容器的电容公式C=ϵS/d(其中C为电容,ϵ为介电常数,S为极板面积,d为极板间距),对于湿敏电容湿度传感器,极板面积S和极板间距d通常是固定不变的,而介电常数ϵ会随着环境湿度的变化而改变。因此,当环境湿度发生变化时,湿敏电容的电容值C也会相应地发生变化。通过高精度的电容测量电路,可以将电容值的变化转换为电信号的变化,再经过信号处理和校准,就能够准确地测量出环境湿度的数值。

 

2.3组成结构

  湿度传感器通常由感应部件和外套管组成,感应部件位于杆头部。外型示意如图所示,A:传感器正面,B:传感器侧面。

湿度传感器外观示意图 

湿度传感器外观示意图

 

2.4安装

 

湿度传感器安装在百叶箱内的专用支架上,专用支架固定于百叶箱箱底中部;湿度传感器感应部分垂直向下,固定在支架西侧相应位置上,感应元件中心距地高度150 cm。

 

笛远铂电阻式温度传感器,电容式湿度传感器,高性能、符合WMO规范温湿度测量传感器。采用四线制铂电阻测温原理,其核心部件采用符合IEC60751最高等级AA级标准的铂电阻(PT100)传感器防护级别达到IP66。具有可靠性高、准确度好、适应性强、维护方便等特点。

特点:

铂电阻符合IEC60751最高等级AA级标准、防护等级高,达到IP66水平、精度高、时间常数小、构紧凑、即插即用、维护方便、具有极佳的互换性和长期稳定性

温度测量范围 0~100%RH

温度最大允许误差 ±2%RH(≤80%),±3%RH(≥80%)

温度分辨力 0.1%RH

稳定性 ±2%RH@2年

功耗 平均值:<3mA

 

湿度测量范围 -40°~60°C

湿度最大允许误差 ±0.2°(0~40°),±0.4°

湿度分辨力 0.1°C

稳定性 7~28VDC

功耗 平均值:<3mA(RS485输出)

 

总结:笛远温铂电阻温度传感器利用铂电阻随温度变化电阻改变的特性,采用四线制测温减少误差;湿敏电容湿度传感器通过湿敏电容介电常数随湿度改变,建立电容量与湿度函数关系。笛远铂电阻达 AA 级标准,防护 IP66,精度高、时间常数小等。可靠性高、准确度好、适应性强、维护方便、互换性佳、长期稳定,温湿度测量范围广、误差小、分辨力高 。