物联网传感器–湿度

概述

物联网应用中一个很常见的传感器是湿度，大家知道，湿度是空气中水分的浓度，湿度的大小影响我们的体感，影响植物的生长，影响设备的生命周期；我们无时无刻不与湿度打交道，从智能手机到空气质量监测系统；从用空调来调整房间环境湿度让我们舒适到在医院里为呼吸困难的病人保持合适的湿度；从高科技芯片生产和封测企业生产环境中保持的湿度到农业大棚为了农作物有良好的生存环境而设置的湿度，等等各个行业，我们离不开湿度；一项科学研究表明：保持室内相对湿度 > 40% 将显着降低雾化病毒的传染性。

因为湿度会影响化学、生物和物理过程，相同量的水蒸气导致冷空气中的相对湿度高于暖空气。一包空气中所含的水蒸气量可能会有很大差异。例如，一块接近饱和的空气在 30 °C (86 °F) 时每立方米空气可能含有 28 g 水，但在 8 °C (46 °F) 时每立方米空气仅含有 8 g 水。因此通过空气湿度传感器测量这个量并将其转换成可读的数据形式供外部使用。有三种定义湿度的方式：

露点Dp(Dew point)

露点，以°C 表示，是气体开始凝结成液体的温度和压力。当空气通过与比空气更冷的表面接触而冷却到露点时，水会在表面凝结。称为湿度计的设备用于在很宽的温度范围内测量露点。这些设备由一个抛光的金属镜组成，当空气通过它时会冷却。

绝对湿度AH(Absolute humidity)

绝对湿度是给定体积或质量的空气中存在的水蒸气的总质量。它不考虑温度。当空气在 30 °C (86 °F) 达到饱和时，大气中的绝对湿度范围从接近零到大约每立方米 30 克。绝对湿度是水蒸气的质量除以空气和水蒸气混合物的体积（参考如下公式）

相对湿度RH(Relative humidity)

相对湿度是空气中的水蒸气量与在给定温度下空气可能含有的水蒸气量之比。它随空气温度而变化：较冷的空气可以容纳较少的蒸汽。因此，即使绝对湿度保持不变，改变空气温度也会改变相对湿度。

冷空气会增加相对湿度，并会导致水蒸气凝结（如果相对湿度上升超过 100%，则为饱和点）。同样，变暖的空气会降低相对湿度。加热一些含有雾的空气可能会导致雾蒸发，因为水滴之间的空气变得更能保持水蒸气。

相对湿度通常以百分比表示；较高的百分比意味着空气-水混合物更潮湿。相对湿度是天气预报中使用的重要指标，它是降水、露水或雾的可能性的指标。在炎热的夏季天气中，相对湿度的升高会阻碍皮肤上汗液的蒸发，从而提高人类（和其他动物）的表观温度。例如，根据热量指数，在 26.7 °C的空气温度下，75% 的相对湿度感觉就像 28.7 °C ±0.7 °C。

传感器分类

电容式工作原理

电阻式工作原理

电容式

电容式湿度传感器是最常见的相对湿度传感器之一。电容式湿度传感器设计用于通过在两个电极之间放置薄金属氧化物来测量相对湿度。当大气的相对湿度发生变化时，金属氧化物的电容量会发生变化。这些传感器是线性的，它们可以测量从零到 100% 的相对湿度。可以将电容式湿度传感器用于天气、工业或商业应用。

电阻式

电容式湿度传感器通过利用盐中的离子来测量原子的电阻抗。湿度的变化导致盐介质电极电阻的变化。这些传感器能够存储电荷，它们也是最常见的 RH 传感器之一。

这类传感器的成本低于其他类型，它们可用于远程监控应用，例如信号电路和传感器元件之间距离较大的大型场所。

热式

热传感器被归类为测量 AH（或绝对湿度）的类型。它们非常适合高温或腐蚀性环境的地方。为了使用这种湿度传感器测量环境的湿度，一个热传感器测量环境空气，而另一个传感器被封装在干燥的氮气中。然后，两个收集的数据之间的差异使您能够测量湿度。换句话说，他们通过找出干燥空气和潮湿空气的热导率之间的差异来测量绝对湿度。

传感器厂家

湿度传感器的厂家也很多，国内的品牌产品也逐渐有一些，但是在精度和品质上面，仍有很大差距。

• 美国（Honeywell）霍尼韦尔
• 德国（SIEMENS）西门子
• 瑞士（Sensirion）盛思锐
• 瑞士（Rotronic）罗卓尼克
• 德国(sera)
• 美国（OMEGA）
• 日本（OMRON）欧姆龙
• 奥地利（E+E Elektronik）益加义
• 日本（TDK）
• 美国（Setra）
• 中国华普微电子
• 奥松电子
• 中科银河芯

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