第八节 湿度传感器

第八节 湿度传感器

在雨雪天，或者车内外温差较大时，车内玻璃，尤其是前风窗玻璃上会凝结出一层雾，严重影响驾驶安全。湿度传感器的作用是实时监测车内的空气湿度状况，将空气湿度转换为相应的电信号，输送给自动空调ECU。当车内空气湿度高于75%时，空调ECU则会自动开启车载空调系统，并根据车内外的温度，自动合理地调节空调温度和鼓风机的风量。此外，还有安装在车外的湿度传感器，用于检测车外进入发动机的空气湿度，可以使发动机ECU根据湿度的不同来调节发动机的空燃比。

一、湿敏电阻式湿度传感器

1.湿敏电阻式湿度传感器的测量原理

湿敏电阻式湿度传感器的核心元件是由金属氧化物系列陶瓷材料制成的多孔烧结体。当烧结体吸收了空气中的水分子时，其电阻会相应改变，通过测量电路，将传感器电阻的变化转换为相应的电信号。

湿敏电阻式湿度传感器的结构如图10-57a所示，该传感器的电阻值与湿度关系曲线如图10-57b所示。从曲线上可知，当湿度加大时，传感器电阻值减小。从图10-57b还可知，传感器的电阻还随温度的变化而变化，因此，此种湿度传感器需要加温度补偿电阻，用以消除温度变化对传感器测量精度的影响。

由于此种湿度传感器是用耐热陶瓷材料制成，因而用它也可测量高温区域的湿度。在湿度传感器的感湿部位周围还设有电加热器，当感湿部位脏污时，利用电加热器的加热可以除污。

2.湿敏电阻式湿度传感器的检测方法

可用电阻表测量湿度传感器的电阻值大小来判断其是否有故障。当湿度变化时，电阻值应当改变，相对湿度越大，电阻值越小；相反，其电阻值越大。如果传感器在湿度改变时其电阻值变化很小或不变、传感器电阻无穷大，均需更换湿度传感器。

图10-57 湿敏电阻式湿度传感器

a）结构 b）工作特性

1—电极 2—加热器 3—湿敏元件 4—支板 5—导销

二、结露式湿度传感器

1.结露式湿度传感器的测量原理

厚膜陶瓷半导体具有这样一种特性：当空气中的水蒸气含量接近于结露状态的高湿度区域时，厚膜陶瓷半导体的电阻值会急剧发生变化，利用厚膜陶瓷半导体的这一特性可制成结露式湿度传感器。结露式湿度传感器可将空气中湿度的变化转换成电阻值的变化，再通过测量电路转换为相应的电信号。结露式湿度传感器的结构如图10-58a所示，该传感器制成密封式，它由内部电极、感湿膜片、热敏电阻及铝基板等组成。

结露式湿度传感器的电阻随湿度变化的特性曲线如图10-58b所示，从图中曲线变化情况可知，传感器的电阻随空气湿度的增大而减小。结露式湿度传感器其测试精度高，响应特性较好。

图10-58 结露式湿度传感器

a）结构 b）工作特性

1—感湿膜 2—电极 3—热敏元件 4—铝基板

结露式湿度传感器设置热敏电阻，其作用也是进行温度补偿，用以提高传感器的测量精度，因为在温度变化时，厚膜陶瓷半导体的电阻也会改变。

2.结露式湿度传感器的检测方法

结露式温度传感器的检测主要是测量其电阻。用电吹风机将结露式湿度传感器附近的空气吹干，测量传感器的电阻，应为1kΩ左右。然后逐渐增加传感器附近空气的湿度，测得的电阻值应逐渐减小。如果测得的电阻值变化很小或电阻值为无穷大，应更换结露式湿度传感器。