电学湿度表电容湿度表

高分子薄膜湿敏电容由芬兰vaisala公司最先开发的，英语上称为“Humicap”.其结构如图1所示，传感部分完全平铺在一片玻璃基底上，首先在基底上真空喷涂一层金膜作为电容器的一个基本电极，然后在基片电极上均匀喷涂0.5～1um厚的吸湿材料醋酸纤维素.最后在吸湿材料上真空喷镀上表面电极，表面电极的厚度为0.02 um，保证水汽分子能通过表面电极渗透进人吸湿层，由于表面电极的厚度太薄，因而无法进行任何引线的焊接，基本电极实质上是由两块相互分离的金属膜组成，并分别引出焊接线，它们分别对表面电极形成两个电容C1和C2，因而从基底引线测量其电容量，实际上为C1和C2的串联值，元件在相对湿度为零时，其总电容量约为40 PF,相对湿度达到100%时其电容量可增加30%-35%。

电容湿度表的传感器是同样是以有机高分子膜作介质的一种电容器。湿敏电容器的上电极是一层多孔金膜，能透过水汽；下电极为一对刀状或梳状电极，引线由下电极引出。基板是玻璃。整个感应器是由两个小电容器串联组成。传感器置于大气中，当大气中水汽透过上电极进人介电层，介电层吸收水汽后，介电系数发生变化，导致电容器电容量发生变化。电容量的变化正比于相对湿度。湿敏电容传感器应安装在百叶箱内，传感器的中心点离地面1.5 m。在某些自动气象站中，铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体。

影响湿敏电容滞后系数最主要的因素是电容表面金属镀层的工艺特性，最初的工艺是在真空喷镀设备中镀成连续性的薄金属膜，这种工艺所制作的元件具有相当大的滞后系数.后来采用了真空镀铬，并使镀层产生适当裂纹的工艺，现今所使用的工艺是喷镀成网孔状的金属膜工艺，一般来说，滞后系数的大小与水汽渗透路径成正比，渗透路径大致等于不能渗透水汽的金属膜聚合区的半宽度L加上可渗透水汽的金属膜裂纹或空隙附近金属膜的厚度l，因而多孔性金属膜的L和l值均能达到微米的数量级，实践还证明，多孔性金属膜的附着强度以及防腐蚀能力均优于前两种工艺技术。

电阻湿度表一般以经过化学处理的非导电高分子聚合物为感湿材料，上面覆盖一层导电材料。高分子聚合物吸湿后膨胀，导致其表面导电材料的电阻率随之增大；反之，当湿度降低，聚合物脱水收缩，电阻率降低。因此，通过测量元件的电阻值可以确定空气的相对湿度。电阻湿度表传感器的感湿部位较薄，且以水汽吸附过程为主导，因而可以快速响应环境湿度的变化。

元件用溶胀性较好的高分子聚合物，羟乙基纤维素和聚丙烯酰胺为感湿材料，加上导电材料碳黑，以及分散剂凝胶配制成胶状液体浸渍到聚苯乙烯片基上，片基尺寸为101.6 mmx 17.46 mmx0.79 mm，长边两侧溅射上银电极。

高分子聚合物吸湿后膨胀，使悬浮于其中的碳粒子接触概率减小，元件的电阻增大反之，当湿度降低时，聚合物脱水收缩，使碳粒子的相互接触概率增加，元件的电阻值减小.通过测量元件的电阻值可以确定空气的相对湿度。

碳湿敏元件存在一定的升湿和降湿滞差。即在湿度上升时指示偏高，在同一相对湿度下，两组检定线存在一定的差值，这种滞差有别于动态测量中的滞后效应，是一种永久性的落后效应。

碳湿敏元件的另一个缺点就是存在明显的温度系数。

某些吸湿性物质表现出能响应环境相对湿度的变化而改变其电学特性，且与温度只有很小的依赖关系，因而可以用来制作电学温度表。常见的电学湿度表有电阻湿度表和电容湿度表。

电学湿度表氯化锂湿度计

这种湿度计的检测元件表面有一薄层氯化锂涂层,它能从周围气体中吸收水蒸汽而导电。周围气体相对湿度越高，氯化锂吸水率越大，因而两支电极间的电阻就越小。因此，通过电极的电流大小可反映出周围气体的相对湿度。这类湿度计在工业流程中应用很广。

电学湿度表氧化铝湿度计

它的工作原理是：氧化铝薄膜能从周围气体中吸水而引起本身电容和电阻值的变化，变化的幅度用以表示周围气体的相对湿度。这种湿度计主要用于工业流程气体的湿度测量，可测相对湿度范围很宽。 2100433B

湿度表干湿球湿度表

它由两支温度表组成：一支用于测量气温，称干球；另一支的球部包上一层浸透蒸馏水的脱脂纱布，称湿球。在未饱和的湿空气中，水分从湿球表面蒸发所消耗的热量取自于湿球温度表的球部，导致湿球温度将低于干球温度，在已知干、湿球温度和大气压力的条件下，可计算出当时的大气湿度。另一种常用的湿度表为毛发湿度表，它是利用脱脂人发的长度与空气湿度有关的原理制成。

在空气中，水汽未饱和时，湿球的表面不断地蒸发吸热，因此湿球温度表要比干球温度表显示温度低。温度差大小与当时空气的相对湿度有关，根据干、湿两球的温度差，旋转对照盘，即可得出空气相对湿度。

湿度表空气湿度表

空气湿度表是测量空间中的空气湿度。采用纸张对空气湿度影响敏感的特性，纸张受潮即膨胀的原理。湿度表的机芯由纸芯绕制成各种螺旋状，制成一种灵敏度高、结构简单、造价低，又能直接读的湿度表。

湿度表毛发湿度表

这种表的上半部嵌有一个温度表，水银柱右边的数字是摄氏表的温度度数，左边的数字表示在各种温度时饱和水蒸气的张力，在这种湿度表的背面，装有一束去脂的毛发，这一束毛发因空气的干湿而有伸缩。毛发的下端，连接到湿度表的下半部指针上，指针因毛发的伸缩在弧形上转动，指出当时的湿度。这个指针上端所刻的两行弧形度数，上一行是摄氏温度，下一行是湿度的百分数。

常用的电学测湿元件为电阻式湿度片，是在一块基片两面涂上吸湿性的导电物质，当空气湿度变化，导电药品蒸发或吸收空气中的水汽，导致元件的电阻值变化。可通过测定其电阻值与大气湿度的关系制成湿度表。

湿度表主要有三种类型：机械型、电动型和冷点或露点型。

机械型湿度表

在简单的机械型湿度表里，感应元件一般为有机物质，它随着周围空气或气体中水汽的变化而伸缩。最常用的物质为人的头发。其他物质可能是纸张、动物组织（如牛肠膜制成的薄皮）和木材。如毛发湿度表。

电动型湿度表

这种湿度表是测定吸湿物质的电阻变化并转换成相对湿度的百分率。在一种创作方法中，一股很细的金丝或白金丝在玻璃圆筒体或聚苯乙烯圆筒体上绕成螺旋线，线间的空隙用薄膜或氯化锂这类吸湿性盐填塞。在温度不变的情况下，金属线之间电阻的对数值差不多和相对温度的对数值呈线性关系。电阻可以用惠斯登电桥或几个毫安表来测定，再转换为相对湿度．为了遥免盐膜的极化，最好用交流电或直流电通过反向整流器。又因为单独一个元件对温度比较敏感，只适用于有限的湿度范围，所以通常用几个元件使湿度范围从10%到90%。

冷点或露点型湿度表

这种湿度表通常称作露点测定器，它测定露点温度，这是气体中水汽达到饱和点的温度，或者说相对湿度100%时的温度。通常的程序是使抛光面冷却，一直到表面上刚好开始呈现露或一层水膜，然后测定表面的温度。利用这一温度加上进来的样本气体的温度，以及露点温度计算表，便可以确定进入气体的相对湿度。