某些吸濕性物質表現出能回響環境相對濕度的變化而改變其電學特性，且與溫度只有很小的依賴關係，因而可以用來製作電學溫度表。常見的電學濕度表有：電阻濕度表，以經過化學處理的非導電高分子聚合物為感濕材料；電容濕度表，以有機高分子膜作介質的一種電容器作為感濕材料。
基本介紹
- 中文名：電學濕度表
- 外文名：Electrical hygrometer
- 原理：相應濕度變化而改變電學特性
- 分類：電阻濕度表和電容濕度表
- 電阻濕度表：非導電高分子聚合物為感濕材料
- 電容濕度表：高分子薄膜濕敏電容
簡介,電阻濕度表,電容濕度表,舉例,氯化鋰濕度計,氧化鋁濕度計,
簡介
某些吸濕性物質表現出能回響環境相對濕度的變化而改變其電學特性，且與溫度只有很小的依賴關係，因而可以用來製作電學溫度表。常見的電學濕度表有電阻濕度表和電容濕度表。
電阻濕度表
電阻濕度表一般以經過化學處理的非導電高分子聚合物為感濕材料，上面覆蓋一層導電材料。高分子聚合物吸濕後膨脹，導致其表面導電材料的電阻率隨之增大；反之，當濕度降低，聚合物脫水收縮，電阻率降低。因此，通過測量元件的電阻值可以確定空氣的相對濕度。電阻濕度表感測器的感濕部位較薄，且以水汽吸附過程為主導，因而可以快速回響環境濕度的變化。
元件用溶脹性較好的高分子聚合物，羥乙基纖維素和聚丙烯醯胺為感濕材料，加上導電材料碳黑，以及分散劑凝膠配製成膠狀液體浸漬到聚苯乙烯片基上，片基尺寸為101.6 mmx 17.46 mmx0.79 mm，長邊兩側濺射上銀電極。
高分子聚合物吸濕後膨脹，使懸浮於其中的碳粒子接觸機率減小，元件的電阻增大反之，當濕度降低時，聚合物脫水收縮，使碳粒子的相互接觸機率增加，元件的電阻值減小.通過測量元件的電阻值可以確定空氣的相對濕度。
碳濕敏元件存在一定的升濕和降濕滯差。即在濕度上升時指示偏高，在同一相對濕度下，兩組檢定線存在一定的差值，這種滯差有別於動態測量中的滯後效應，是一種永久性的落後效應。
碳濕敏元件的另一個缺點就是存在明顯的溫度係數。
電容濕度表
高分子薄膜濕敏電容由芬蘭vaisala公司最先開發的，英語上稱為“Humicap”.其結構如圖1所示，感測部分完全平鋪在一片玻璃基底上，首先在基底上真空噴塗一層金膜作為電容器的一個基本電極，然後在基片電極上均勻噴塗0.5～1um厚的吸濕材料醋酸纖維素.最後在吸濕材料上真空噴鍍上表面電極，表面電極的厚度為0.02 um，保證水汽分子能通過表面電極滲透進人吸濕層，由於表面電極的厚度太薄，因而無法進行任何引線的焊接，基本電極實質上是由兩塊相互分離的金屬膜組成，並分別引出焊接線，它們分別對表面電極形成兩個電容C1和C2，因而從基底引線測量其電容量，實際上為C1和C2的串聯值，元件在相對濕度為零時，其總電容量約為40 PF,相對濕度達到100%時其電容量可增加30%-35%。
圖1
電容濕度表的感測器是同樣是以有機高分子膜作介質的一種電容器。濕敏電容器的上電極是一層多孔金膜，能透過水汽；下電極為一對刀狀或梳狀電極，引線由下電極引出。基板是玻璃。整個感應器是由兩個小電容器串聯組成。感測器置於大氣中，當大氣中水汽透過上電極進人介電層，介電層吸收水汽後，介電係數發生變化，導致電容器電容量發生變化。電容量的變化正比於相對濕度。濕敏電容感測器應安裝在百葉箱內，感測器的中心點離地面1.5 m。在某些自動氣象站中，鉑電阻溫度感測器與濕敏電容濕度感測器製作成為一體。
影響濕敏電容滯後係數最主要的因素是電容表面金屬鍍層的工藝特性，最初的工藝是在真空噴鍍設備中鍍成連續性的薄金屬膜，這種工藝所製作的元件具有相當大的滯後係數.後來採用了真空鍍鉻，並使鍍層產生適當裂紋的工藝，現今所使用的工藝是噴鍍成網孔狀的金屬膜工藝，一般來說，滯後係數的大小與水汽滲透路徑成正比，滲透路徑大致等於不能滲透水汽的金屬膜聚合區的半寬度L加上可滲透水汽的金屬膜裂紋或空隙附近金屬膜的厚度l，因而多孔性金屬膜的L和l值均能達到微米的數量級，實踐還證明，多孔性金屬膜的附著強度以及防腐蝕能力均優於前兩種工藝技術。
舉例
氯化鋰濕度計
這種濕度計的檢測元件表面有一薄層氯化鋰塗層,它能從周圍氣體中吸收水蒸汽而導電。周圍氣體相對濕度越高，氯化鋰吸水率越大，因而兩支電極間的電阻就越小。因此，通過電極的電流大小可反映出周圍氣體的相對濕度。這類濕度計在工業流程中套用很廣。
氧化鋁濕度計
它的工作原理是：氧化鋁薄膜能從周圍氣體中吸水而引起本身電容和電阻值的變化，變化的幅度用以表示周圍氣體的相對濕度。這種濕度計主要用於工業流程氣體的濕度測量，可測相對濕度範圍很寬。
