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Der resistive Feuchtigkeitssensor

Was ist ein resistiver Feuchtigkeitssensor?

Widerstandsfeuchtigkeitssensoren messen die Änderung der elektrischen Impedanz eines hygroskopischen Mediums wie eines leitfähigen Polymers, Salzes oder eines behandelten Substrats.

Widerstandssensoren basieren auf einer interdigitalen oder Zweidrahtwicklung. Nach dem Abscheiden einer hydroskopischen Polymerbeschichtung ändert sich ihr Widerstand umgekehrt mit der Feuchtigkeit. Die Änderung der Impedanz ist im Allgemeinen eine umgekehrte exponentielle Beziehung zur Feuchtigkeit.

Resistive Sensoren bestehen im Allgemeinen aus Edelmetallelektroden, die durch Fotolacktechniken auf einem Substrat abgeschieden wurden, oder Elektroden, die auf einen Kunststoff- oder Glaszylinder gewickelt sind. Das Substrat ist mit einem Salz oder einem leitfähigen Polymer bedeckt. Alternativ kann das Substrat mit aktivierenden Chemikalien wie Säure behandelt werden.


Sensorbetrieb

Der Sensor absorbiert Wasserdampf und die ionischen funktionellen Gruppen werden dissoziiert, was die elektrische Leitfähigkeit erhöht. Die Reaktionszeit der meisten Widerstandssensoren variiert zwischen 10 und 30 s, um 63% des tatsächlichen Werts zu erreichen. Der Impedanzbereich typischer Widerstandselemente reicht von 1 Ohm bis 000 Ohm.

Die meisten Widerstandssensoren verwenden eine ausgeglichene Wechselstromerregerspannung ohne Gleichstromvorspannung, um eine Sensorvorspannung zu verhindern. Diese Antwort kann durch analoge oder digitale Methoden linearisiert werden. Der typische variable Widerstand reicht von einigen Kiloohm bis 100 Mohm. Die nominelle Erregerfrequenz beträgt 30 Hz bis 10 kHz.


Sensorkalibrierung und Genauigkeit 

Der "resistive" Sensor ist nicht rein resistiv, da die kapazitiven Effekte die Reaktion zu einer Impedanzmessung machen. Ein deutlicher Vorteil von resistiven RH-Sensoren ist ihre Austauschbarkeit, im Allgemeinen innerhalb von plus oder minus 2% RH, wodurch elektronische Signalaufbereitungsschaltungen durch einen Widerstand an einem festen RH-Punkt kalibriert werden können. Dadurch sind keine Feuchtigkeitskalibrierungsstandards erforderlich, sodass resistive Feuchtigkeitssensoren im Allgemeinen vor Ort austauschbar sind.

Die Genauigkeit einzelner Widerstandsfeuchtigkeitssensoren kann durch Testen in einer RH-Kalibrierungskammer oder durch ein computergestütztes DA-System bestätigt werden, auf das in einer standardisierten feuchtigkeitsgesteuerten Umgebung verwiesen wird. Die Nennbetriebstemperatur der Widerstandssensoren variiert zwischen -40 ° C und 100 ° C.


Lebensdauer des Sensors

In Wohn- und Geschäftsumgebungen beträgt die Lebenserwartung dieser Sensoren> 5 Jahre. Die Exposition gegenüber chemischen Dämpfen und anderen Verunreinigungen wie Ölnebel kann jedoch zu vorzeitigem Ausfall führen. Ein weiterer Nachteil einiger Widerstandssensoren ist ihre Tendenz, Werte zu verschieben, wenn sie Kondensation ausgesetzt werden, wenn eine wasserlösliche Beschichtung verwendet wird.

Widerstandsfeuchtigkeitssensoren weisen erhebliche Temperaturabhängigkeiten auf, wenn sie in einer Umgebung mit großen Temperaturschwankungen installiert werden. Die gleichzeitige Temperaturkompensation ist für mehr Präzision integriert. Die geringe Größe, die geringen Kosten, die Austauschbarkeit und die Langzeitstabilität machen diese Widerstandssensoren für den Einsatz in Steuerungs- und Anzeigeprodukten für Industrie-, Gewerbe- und Wohnanwendungen geeignet.