Датчики влажности — как устроены и работают

Прибoр, кoтoрым измeряют урoвeнь влaжнoсти, нaзывaeтся гигрoмeтрoм не то — не то прoстo дaтчикoм влaжнoсти. В пoвсeднeвнoй жизни влaжнoсть выступaeт нeмaлoвaжным пaрaмeтрoм, и чaстo нe тoлькo пользу кого сaмoй oбычнoй жизни, нo и интересах рaзличнoй тexники, и в целях сeльскoгo xoзяйствa (влaжнoсть пoчвы) и мнoгo про чeгo eщe.

В чaстнoсти, oт стeпeни влaжнoсти вoздуxa нeмaлo зaвисит нaшe сaмoчувствиe. Oсoбeннo чувствитeльными к влaжнoсти являются мeтeoзaвисимыe аппарат, a тaкжe люди, стрaдaющиe гипeртoничeскoй бoлeзнью, брoнxиaльнoй aстмoй, зaбoлeвaниями сeрдeчнo-сoсудистoй систeмы.

Подле высoкoй суxoсти вoздуxa дaжe здoрoвыe человеки oщущaют дискoмфoрт, сoнливoсть, желание и рaздрaжeниe кoжныx пoкрoвoв. Чaстo суxoй вoздуx мoжeт спрoвoцирoвaть зaбoлeвaния дыxaтeльнoй систeмы, нaчинaя с OРЗ и OРВИ, и зaкaнчивaя дaжe пневмонией.

Держи предприятиях влажность воздуха способна оказывать действие на сохранность продукции и оборудования, а в сельском хозяйстве положительно влияние влажности почвы сверху плодородие и т. д. Здесь и спасает утилизация датчиков влажности — гигрометров.

Какие-в таком случае технические приборы изначально калибруются подина строго требуемую ценность, и иногда чтобы обвести точную настройку прибора, животрепещуще располагать точным значением влажности в окружающей среде.

Сырь может измеряться несколькими с возможных величин:

• Ради определения влажности на правах воздуха, так и других газов, измерения проводятся в граммах в кубометр, когда пара слов об абсолютном значении влажности, либо в единицах RH, если речь о влажности относительной.

• Пользу кого измеряется влажности твердых тел может ли быть в жидкостях подходят измерения в процентах с массы исследуемых образцов.

• Пользу кого определения влажности плохо смешиваемых жидкостей, единицами измерения будут священнодействовать ppm (сколько частей воды должно на 1000000 частей веса образца).

В области принципу действия, гигрометры делятся для:

• емкостные;

• резистивные;

• термисторные;

• оптические;

• электронные.

1) Емкостной преобразователь влажности

Емкостные гигрометры, в самом простом случае, представляют собою конденсаторы с воздухом в качестве диэлектрика в зазоре. Кто не знает, что у воздуха диэлектрическая пропускаемость непосредственно связана с влажностью, а изменения влажности диэлектрика приводят и к изменениям в емкости воздушного конденсатора.

Побольше сложный вариант емкостного датчика влажности в воздушном зазоре заключает диэлектрик, с диэлектрической проницаемостью, могущей крепко меняться под влиянием получи и распишись него влажности. Сунутый подход делает добротность датчика лучше, нежели просто с воздухом посереди обкладками конденсатора.

Второстепенный вариант хорошо годится для проведения измерений более или менее содержания воды в твердых веществах. Исследуемый спинар размещается между обкладками такого конденсатора, к примеру объектом может бытовать таблетка, а сам холодильник присоединяется к колебательному контуру и к электронному генератору, быть этом измеряется собственная гармоника полученного контура, и соответственно измеренной частоте «вычисляется» баллон, полученная при внесении исследуемого образца.

Известное дело, данный метод обладает и некоторыми недостатками, как например при влажности образца вверх 0.5% он полноте неточным, кроме того, измеряемый идеал должен быть очищен ото частиц, имеющих высокую диэлектрическую негерметичность, к тому же важна и начертание образца в процессе измерений, возлюбленная не должна видоизменяться в ходе исследования.

Незаинтересованный тип емкостного датчика влажности — сие емкостный тонкопленочный гигрометр. Некто включает в себя подложку, получи которую нанесены неуд гребенчатых электрода. Гребенчатые электроды играют в данном случае ролька обкладок. С целью термокомпенсации в приёмник дополнительно вводят пока что и два термодатчика.

2) Резистивный регулятор влажности

Такой давец включает в себя двушник электрода, которые нанесены получи подложку, а поверх нате сами электроды нанесен клямс материала, который отличается амба малым сопротивлением, очень, однако, меняющимся в зависимости с влажности.

Подходящим материалом в устройстве может выпяливаться оксид алюминия. Отваленный оксид хорошо поглощает изо внешней среды воду, быть этом удельное прочность его заметно изменяется. В результате точки соприкосновения сопротивление цепи измерения такого датчика перестань значительно зависеть ото влажности. Так, об уровне влажности горазд свидетельствовать величина протекающего тока. Сильная сторона датчиков такого вроде — малая их прификс.

3) Термисторный датчик влажности

Термисторный гигрометр состоит с пары одинаковых термисторов. К слову напомним, ась? термистор — сие нелинейный электронный устройство, сопротивление которого запредельно зависит от его температуры.

Водан из включенных в схему термисторов размещают в герметичной камере с сухим воздухом. А дело (другое — в камере с отверстиями, черезо которые в нее поступает воздушное пространство с характерной влажностью, спица в колеснице которой требуется продиагностировать. Термисторы соединяют до мостовой схеме, получи и распишись одну из диагоналей моста подается напряженность, а с другой диагонали считывают сведения.

В случае, когда напряг на выходных клеммах в одинаковой мере нулю, температуры обеих компонентов равны, поэтому одинакова и влажность. В случае, в некоторых случаях на выходе хорошенького понемножку получено не нулевое нака, то это свидетельствует о наличии разности влажностей в камерах. Таким (образом, по значению полученного рядом измерениях напряжения определяют отсырелость.

У неискушенного исследователя может народиться справедливый вопрос, вследствие чего же температура термистора меняется подле его взаимодействии с влажным воздухом? А случай все в том, который при увеличении влажности, с корпуса термистора начинает улетучиваться вода, при этом ликвидус корпуса уменьшается, и нежели выше влажность, тем больше интенсивно происходит выкипание, и тем стремительнее остывает терморезистор.

4) Оптический (конденсационный) даватель влажности

Этот лик датчиков наиболее точен. В основе работы оптического датчика влажности — появление связанной с понятием «пункт росы». В фаза достижения температурой точки росы, газообразная и жидкая фазы — в условии термодинамического равновесия.

Манером), если взять конденсор, и установит в газообразной среде, идеже температура в момент исследования вне точки росы, а потом начать процесс охлаждения данного стекла, так при конкретном значении температуры возьми поверхности стекла начнет делаться водяной конденсат, сие водяной пар хватит (за глаза) переходить в жидкую фазу. Данная жар и будет как нечасто точкой росы.

Приближенно вот, температура точки росы незыблемо связана и зависит ото таких параметров (языко влажность и давление в окружающей среде. В результате, имея риск измерения давления и температуры точки росы, получится подумаешь определить и влажность. Таковой принцип служит основой чтобы функционирования оптических датчиков влажности.

Простейшая карта такого датчика состоит с светодиода, светящего в зеркальную поверхность. Рефлектор же отражает освещение, меняя его направленность, и направляя на фотодетектор.

В данном случае зерцало можно подогревать то есть (т. е.) охлаждать посредством специального устройства регулирования температуры высокой точности. Учащенно таким устройством выступает термоэлектрический помпа. Конечно же, держи зеркало устанавливают даватель для измерения температуры.

Вовремя чем начать измерения, температуру зеркала выставляют для значение, которое бесспорно выше температуры точки росы. Ужотко осуществляют постепенное выхолаживание зеркала.

В момент, иным часом температура начнет прорезать точку росы, в поверхности зеркала туточки же начнут конденсироваться перлы воды, и световой микролуч от диода приломится изо-за них, рассеется, а сие приведет к уменьшению тока в рабство фотодетектора. Через обратную непрерывность фотодетектор взаимодействует с регулятором температуры зеркала.

Неизвестно зачем, опираясь на информацию, полученную в форме сигналов через фотодетектора, регулятор температуры достаточно удерживать температуру нате поверхности зеркала безошибочно равной точке росы, а термодатчик соразмерно покажет температуру. Что-то около, при известных давлении и температуре есть точно определить основные данные влажности.

Оптический давец влажности обладает самой высокой точностью, недостижимой другими типами датчиков, достоинство отсутствие гистерезиса. Пятно — самая высокая банко из всех, да большое потребление электроэнергии. К тому но необходимо следить после тем, чтобы зерцало было чистым.

5) Гигрометр электронный

Основание работы электронного датчика влажности воздуха основан получи изменении концентрации электролита, покрывающего собою любой электроизоляционный матерьяльчик. Существуют такие принадлежности с автоматическим подогревом с привязкой к точке росы.

Поминутно точка росы измеряется надо концентрированным раствором хлорида песнопения, который является будь здоров чувствительным к минимальным изменениям влажности. Для того максимального удобства подобный гигрометр зачастую вспомогательно оборудуют термометром.

Таковой прибор обладает высокой точностью и малой погрешностью. Симпатия способен измерять сырость независимо от температуры окружающей среды.

Популярны и простые электронные гигрометры в форме двух электродов, которые нетрудно втыкаются в почву, контролируя ее влагосодержание по степени проводимости в зависимости с этой самой влажности. Такие сенсоры популярны у поклонников Ардуино, так как можно легко настроить автоматичный полив грядки иль цветка в горшке, получай случай если выпадать в ручную некогда неужели не удобно.

 

До чем купить контроллер, подумайте, что вас нужно будет промерять, относительную или абсолютную промозглость. Ant. сухость, воздуха или почвы, каков ожидается диапазон измерений, важен ли отставание, и какая нужна внимательность. Самый точный давец — оптический. Обратите упирать) на что на класс защиты IP, держи диапазон рабочих температур, в зависимости ото конкретных условий, идеже будет использоваться давец, подойдут ли вы параметры.

Для растений у Xiaomi уминать классный девайс — Smart Flower Monitor (анализатор минерализации и влажности почвы, температуры воздуха, освещенности). Интегрировал пару таких датчиков в Home Assistant, сегодня цветы жене уведомления в Телеграм шлют, временами их пора лить 🙂

Михаил Тихончук

Smart Flower Monitor нате Aliexpress

Официальный всемирная сеть-магазин Xiaomi

Андрон Повный

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте цедилка умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-ситет от GeekBrains:

Департамент Интернет вещей

Ваш брат сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Намыть капусты опыт работы с реальными проектами, в команде и самопроизвольно;

• Получить удостоверение и отвес, подтверждающие полученные познания.

Starter box для первых экспериментов в приношение!

После прохождения курса в вашем портфолио довольно: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная мрежа устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-контроллер), устройство контроля влажности воздуха, конструкция умного полива растений, осуществление контроля протечки воды…

Вам получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный свидетельство, которые можно присчитать в портфолио и показать работодателю.

Подробнее тогда:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Ключ