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人类的生存和社会活动与湿度密切相关。随着现代化的实现,很难找出一个与湿度无关的领域来。由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。
介绍湿敏元件的特性,重点阐述集成湿度传感器、单片智能化湿度/温度传感器的性能特点及产品分类,最后给出集成湿度传感器典型产品的技术指标。
在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门,经常需要对环境湿度进行测量及控制。但在常规的环境参数中,湿度是最难准确测量的一个参数。用干湿球湿度计或毛发湿度计来测量湿度的方法,早已无法满足现代科技发展的需要。这是因为测量湿度要比测量温度复杂的多,温度是个独立的被测量,而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。此外,湿度的标准也是一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。
近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。
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电位计是典型的接触式型角传感器,有一个在电阻膜(包含碳电阻膜、导电塑料薄膜、金属电阻膜、导电陶瓷膜等等)上的滑动触点,由外部作用,使接触点位置改变从而改变电阻膜上下电阻的比率,实现输出端电压随外部位置变化。
电位计由电子元件和游标组成,游标可在元件表面滑动,分直线滑动型和旋转型。前者用于检测直线位移,油位电阻片厂家,后者用于检测角度、倾斜角等。显然,压力、重量、流量等可先换成机械位移,然后通过电位计转换成电信号。
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集成电路分为厚膜电路、薄膜电路和半导体集成电路。厚膜电路与薄膜电路的区别有两点:其一是膜厚的区别,厚膜电路的膜厚一般大于10μm,薄膜的膜厚小于10μm,大多处于小于1μm;其二是制造工艺的区别,厚膜电路一般采用丝网印刷工艺,选用的材料基板使用陶瓷作为基板,(较多的使用氧化铝陶瓷),薄膜电路采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法。厚膜是指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。制造这种膜层的材料,称为厚膜材料。折叠组成厚膜材料是一类涂料或浆料,由一种或几种固体微粒(0.2~10微米)均匀悬浮于载体中而形成。为了便于印刷成形,浆料必须具有合适的粘度和触变性(粘度随外力而改变的性质)。固体微粒是厚膜的组成部分,决定膜的性质和用途。载体在烧结过程中分解逸出。载体至少含有三种成分,树脂或聚合物粘合剂、溶剂和表面活化剂。粘合剂给浆料提供基本的流变特性;溶剂稀释树脂,随后挥发掉,以使印刷图样干涸;活化剂使固体微粒被载体浸润并适当分散于载体中。
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