一种电容式湿度变送器的设计鲁南北京五洲仪器与控制有限公司北京市100080王力哈尔滨建筑大学基础科学系哈尔滨市150090 1引言随着现代化建设和国民经济的深入发展，社会对生产环境和生活环境意识的要求也越来越高。顺应这种环境的需求，湿度参数的检测与控制已提到仪器仪表界的重要议事日程而受到广泛关注，湿度变送器的开发、生产与应用已成为仪器仪表新产品发展的热点之一。

　　2设计要求用于工业自动化、农业现代化和环境舒适化的湿度变送器，应当满足以下基本要求：（2）测量精度：小于±5 RH （3）响应时间：不大于40s（测程的63 ）（5）环境温度：不小于0～50℃（8）结构形式：圆筒式或盒装式。

　　3传感器选型湿度传感器有电阻式、电容式等多种类型。根据上述基础要求，选用自行研制的以DSM 3型高分子电容式湿敏元件为探头的湿度传感器。元件是保证变送器性能的关键，DSM 3型湿敏元件具有以下特点：（1）具有0 ～100 RH全量程检测功能（2）线性好、精度高（3）防结露、耐污染、使用寿命长。

　　4变送器方案设计的SB1型湿度变送器由两部分组成，见图1.

　　电源传感器放大器V? I转换器传感器：由高分子电容式湿敏元件（DSM 3）和电容?电压转换电路组成，电压号电容呈线性关系。

　　放大器：由电压放大器和功率（V? I）放大器组成，将传感器的电压信号放大成4～20mA标准信号，详见图2.

　　变送器的整机温度系数主要由传感器决定。湿敏元件的温度系数为0.05 RH/℃，传感器线路的温度系数设计为0.05 RH/℃。

　　放大器线路采用由4个运算放大器组成的LM324线性集成电路，采用精密多圈电位器调整满量程和零点。

　　电容?电压转换器是一个振荡电路，振荡频率随电容量变化而变化，并呈线性关系。

　　5性能测试SB1型湿度变送器采用圆筒式结构，经过小批？国内科技？

　　量试制。

　　对样机采用双温法湿度标准设备和饱和盐法标定设备进行了全性能检测。饱和盐湿度标准采用美国NBS饱和盐湿度标准。

　　5.1湿度响应特性DSM 3型湿敏元件电容随相对湿度呈线性变化，见图3.

　　湿敏元件灵敏度为（0.11～0.16）pF RH .温度系5h ，可见高湿部分非线性受到抑制。

　　5.2响应时间应时间为10s ，放湿响应时间为14s .按测程的90 计，吸湿响应时间为22s，放湿响应时间为30s .

　　5.3温度特性变送器的温度系数约在0.05　RH/℃至5.4稳定性两个月测试，平均漂移不超过1 RH .元件经触摸后仍可使用，一般性污染可用水冲洗烘干后标定再用。

　　5.5精度变送器在20℃测试，精度为±3 RH .

　　5.6湿滞差6生产与应用SB1型湿度变送器经过方案论证、方案设计、样机试验与测试，完全满足原设计要求，并且通过了专家鉴定，投入了小批量生产，在造纸厂、纺纱厂等场合应用，并以其高性能、低价位受到用户的认可和欢迎。

　　1程道喜等。传感器的信号处理及接口。北京：科学出版社， 1989.

　　2吴泳诗等。电子工程师手册。北京：机械工业出版社， 1995.

　　征稿启事为了进一步提高期刊质量，不断扩大信息量，充实期刊内容，增强实用性，本刊将增加小栏目：如经验交流、实用技术、使用心得、维修技巧、信息集锦等，此类文章不拘形式、力求短小精悍，内容可以涉及国内外传感器、仪器仪表的新技术、新产品，使用与维护的心得、经验等国内外有关的重要学术会议、科技交流活动市场动态行业信息等。字数在1000字以内。

　　《仪表技术与传感器》编委会仪表技术与传感器