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电容传感器与电阻传感器的对比分析

发布时间:2014-12-25 10:19:42点击率:
最近,廉价的电容式湿度传感器非常盛行,使得用户也有些混乱。为了对应此事态,我们总结一下有关电阻式湿度传感器与电容式湿度传感器的一般区别。(仅供参考)      一般来说,湿度传感器从它的电气特性种类来区别有电阻式与电容式。其基本特性、依赖性特性由于材料,构造等不同会有区别。而且各个厂家也有各自的特点。因此,并不能一概而论。      电阻式湿度传感器 1.优点  1)与电容式相比,构造简单,比较容易实现大量生产与低价位。 2)不必像电容式传感器一样要考虑引线间的容量,因此可以把传感器随意拉伸,设计自由度较大。 3)特性由于是对数变化(变化程度大),对于电阻变化湿度变化小。 (根据此点,例如电极的偏差等对特性的影响程度小,不稳定性也小。即使稍有变化但转换成湿度后就很难显现。) 2.缺点 1)温度特性与电容式相比较大(0.5%rh/℃),通常需要温度补偿。 2)特性由于是对数变化,如不进行对数转换等的处理,将不能得到线性特征。 3)低湿范围由于电阻较高难以检出。(20%rh左右为界限)另外容易受到干扰影响。       电容式湿度传感器 1. 优点 1)一般来说,可以检知从0%rh开始的低湿。 2)电容值比较接近线性,不需要对数变化。 3)温度特性与电阻式相比较小(0.05~0.1%rh/℃左右),在一般用途上不需要温度补偿。 4)构造上为了增大电容值,做成了薄膜状,比起电阻式响应速度快的产品较多。 2. 缺点 1)如果用引线延长传感器的话,电容值会变化,因此不适合延长传感器单体。还有组装进装置内的话,因为通过引线而改变位置比较困难,所以设计自由度较小。 2)变化量比较小,但微小的电容变化会导致很大的误差。因此廉价的传感器偏差较大。 (用于计测用的传感器也有相当高精度的东西,但这些估计式都经过了处理。) 3)变化量少这一事实虽然在依赖面上可以有些说法。但微小的电容变化会产生很大的误差。 因此信赖性不好的传感器,会产生较大的湿度变化。 4)虽然变化量少,但其他回路部品的偏差、温度特性会有较大的影响,因此在选定回路部品时要注意。    电阻式和电容式的精度比较: 让我们看一下下记传感器各自的电气特性和其变化量。 传感器A:电阻式传感器、HPR-MQ 传感器B:电容式传感器、S公司 传感器C:电容式传感器、H公司 1.基本特性传感器A:55%rh;50.2kΩ、60%rh;31kΩ、65%rh;19.8kΩ  变化量(60%rh附近)约3kΩ/%rh ※ 严密地来说由于是对数性的变化,高湿范围与低湿范围有差值。传感器B:30%rh;186pF、60%rh;196pF、90%rh;205pF  变化量约0.37pF/%rh 传感器C:30%rh;166.5pF、60%rh;175.2pF、90%rh;185.4pF  变化量约0.32pF/%rh 2.精度±1%RH时,电阻、电容值的精度为多少?传感器A:±(3k/31k)=±10% 传感器B:±(0.37p/196p)=±0.19% 传感器C:±(0.32p/175.2p)=±0.18% 也就是说电阻式的传感器只要制作允许偏差±10%的电阻就可以了,这就比较容易。 (固定电阻的允许偏差一般在±1%、±5%)电容式的传感器需要制作允许偏差±0.2%的电容,这就非常困难。 (电容器的允许偏差由于根据种类有各种各样,一般为±5%、±10%) ※ 如果倾斜无偏差的话用并联电容器进行补正(只是+补正)也是可能的。 3.周边部品的温度漂移为多少?周边部品的温度特性(温度漂移)需要多少程度的(严密来说,根据回路方式使用方式不同,影响度也不一样。 0~50℃,影响度±1%rh的温度漂移 传感器A:±(3k/31k)÷50℃=±0.2%=±2000ppm 传感器B:±(0.37p/196p)÷50℃=±0.0038%=±38ppm 传感器C:±(0.32p/175.2p)÷50℃=±0.0036%=±36ppm 也就是说电阻式传感器只要选择温度特性在2000ppm/℃以下的部品就可以了,比较容易。电容式传感器需要选择40ppm/℃以下的部品,这就非常困难。 根据种类不同各有不同。一般来说,电阻在±100,200ppm/℃。电容器的场合,温度补偿用陶瓷电容在±30~250ppm/℃ IC根据回路方式不同也有很大差异。 综上所述,电容式传感器在精度和温度特性上要求非常苛刻。对于测定器、治具等的影响也不容忽视。
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