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電容傳感器與電阻傳感器的對比分析

發布時間:2014-12-25 10:19:42點擊率:
最近,廉價的電容式濕度傳感器非常盛行,使得用戶也有些混亂。爲了對應此事態,我們總結一下有關電阻式濕度傳感器與電容式濕度傳感器的一般區別。(僅供參考)      一般來說,濕度傳感器從它的電氣特性種類來區別有電阻式與電容式。其基本特性、依賴性特性由于材料,構造等不同會有區別。而且各個廠家也有各自的特點。因此,並不能一概而論。      電阻式濕度傳感器 1.優點  1)與電容式相比,構造簡單,比較容易實現大量生産與低價位。 2)不必像電容式傳感器一樣要考慮引線間的容量,因此可以把傳感器隨意拉伸,設計自由度較大。 3)特性由于是對數變化(變化程度大),對于電阻變化濕度變化小。 (根據此點,例如電極的偏差等對特性的影響程度小,不穩定性也小。即使稍有變化但轉換成濕度後就很難顯現。) 2.缺點 1)溫度特性與電容式相比較大(0.5%rh/℃),通常需要溫度補償。 2)特性由于是對數變化,如不進行對數轉換等的處理,將不能得到線性特征。 3)低濕範圍由于電阻較高難以檢出。(20%rh左右爲界限)另外容易受到幹擾影響。       電容式濕度傳感器 1. 優點 1)一般來說,可以檢知從0%rh開始的低濕。 2)電容值比較接近線性,不需要對數變化。 3)溫度特性與電阻式相比較小(0.05~0.1%rh/℃左右),在一般用途上不需要溫度補償。 4)構造上爲了增大電容值,做成了薄膜狀,比起電阻式響應速度快的産品較多。 2. 缺點 1)如果用引線延長傳感器的話,電容值會變化,因此不適合延長傳感器單體。還有組裝進裝置內的話,因爲通過引線而改變位置比較困難,所以設計自由度較小。 2)變化量比較小,但微小的電容變化會導致很大的誤差。因此廉價的傳感器偏差較大。 (用于計測用的傳感器也有相當高精度的東西,但這些估計式都經過了處理。) 3)變化量少這一事實雖然在依賴面上可以有些說法。但微小的電容變化會産生很大的誤差。 因此信賴性不好的傳感器,會産生較大的濕度變化。 4)雖然變化量少,但其他回路部品的偏差、溫度特性會有較大的影響,因此在選定回路部品時要注意。    電阻式和電容式的精度比較: 讓我們看一下下記傳感器各自的電氣特性和其變化量。 傳感器A:電阻式傳感器、HPR-MQ 傳感器B:電容式傳感器、S公司 傳感器C:電容式傳感器、H公司 1.基本特性傳感器A:55%rh;50.2kΩ、60%rh;31kΩ、65%rh;19.8kΩ  變化量(60%rh附近)約3kΩ/%rh ※ 嚴密地來說由于是對數性的變化,高濕範圍與低濕範圍有差值。傳感器B:30%rh;186pF、60%rh;196pF、90%rh;205pF  變化量約0.37pF/%rh 傳感器C:30%rh;166.5pF、60%rh;175.2pF、90%rh;185.4pF  變化量約0.32pF/%rh 2.精度±1%RH時,電阻、電容值的精度爲多少?傳感器A:±(3k/31k)=±10% 傳感器B:±(0.37p/196p)=±0.19% 傳感器C:±(0.32p/175.2p)=±0.18% 也就是說電阻式的傳感器只要制作允許偏差±10%的電阻就可以了,這就比較容易。 (固定電阻的允許偏差一般在±1%、±5%)電容式的傳感器需要制作允許偏差±0.2%的電容,這就非常困難。 (電容器的允許偏差由于根據種類有各種各樣,一般爲±5%、±10%) ※ 如果傾斜無偏差的話用並聯電容器進行補正(只是+補正)也是可能的。 3.周邊部品的溫度漂移爲多少?周邊部品的溫度特性(溫度漂移)需要多少程度的(嚴密來說,根據回路方式使用方式不同,影響度也不一樣。 0~50℃,影響度±1%rh的溫度漂移 傳感器A:±(3k/31k)÷50℃=±0.2%=±2000ppm 傳感器B:±(0.37p/196p)÷50℃=±0.0038%=±38ppm 傳感器C:±(0.32p/175.2p)÷50℃=±0.0036%=±36ppm 也就是說電阻式傳感器只要選擇溫度特性在2000ppm/℃以下的部品就可以了,比較容易。電容式傳感器需要選擇40ppm/℃以下的部品,這就非常困難。 根據種類不同各有不同。一般來說,電阻在±100,200ppm/℃。電容器的場合,溫度補償用陶瓷電容在±30~250ppm/℃ IC根據回路方式不同也有很大差異。 綜上所述,電容式傳感器在精度和溫度特性上要求非常苛刻。對于測定器、治具等的影響也不容忽視。
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