Что такое датчик влажности и температуры?

Что такое датчик влажности и температуры?

Датчик влажности и температуры — это устройство, используемое для измерения температуры и влажности.

Поскольку один блок может измерять как температуру, так и влажность, для его установки требуется мало времени и места.

Применение датчиков влажности и температуры

Датчики влажности и температуры используются для измерения температуры и влажности и применяются, например, в следующих областях:

• Измерение наружной температуры и влажности
• Датчики для оборудования кондиционирования воздуха, такого как кондиционеры и обогреватели
• Датчики для управления автомобильными двигателями
• Датчики в смартфонах, компьютерах и т. д.
  Промышленные инспекции

Принцип работы датчиков влажности и температуры

Датчики влажности и температуры состоят из датчика температуры и датчика влажности. Датчики температуры в целом делятся на три типа: резистивные датчики температуры (RTD), линейные резисторы и термисторы, в то время как датчики влажности в целом делятся на два типа: тип изменения сопротивления и тип изменения емкости. Они объясняются в следующем порядке.

1. Датчики температуры

Термометр сопротивления (RTD)
Термометр сопротивления (RTD) — это тип датчика температуры, который измеряет электрическое сопротивление для определения температуры. RTD используют свойство электрического сопротивления металлов, таких как платина, никель и медь, оксидов металлов и полупроводников, увеличиваться с ростом температуры и измеряют температуру путем измерения значения электрического сопротивления.

Линейные резисторы
Линейные резисторы — это резисторы для измерения температуры, изготовленные из сплавов никеля с никелем или палладия, и используют свойство почти линейного увеличения сопротивления с температурой. Они не такие точные, как термометры сопротивления, изготовленные из платины или других металлов.

Термисторы
Термисторы — это элементы, сопротивление которых изменяется в зависимости от температуры. Датчики температуры используют термисторы для измерения температуры, используя корреляцию между температурой и сопротивлением элемента. Существует два типа термисторов: термисторы PTC (положительная характеристика), сопротивление которых увеличивается с ростом температуры, и термисторы NTC (отрицательная характеристика), сопротивление которых уменьшается с ростом температуры.

Термисторы PCT характеризуются резким ростом сопротивления при определенной температуре и подходят для защиты от перегрузки по току в случае теплового разгона полупроводника. Термисторы NCT, с другой стороны, имеют высокое сопротивление при комнатной температуре и большое изменение сопротивления при повышении температуры. Поэтому они обычно используются для защиты цепей при температуре. Термин «термистор» обычно относится к термисторам NCT.

2. Датчик влажности

Тип изменения сопротивления
Датчики температуры с изменением сопротивления — это датчики, которые определяют влажность из изменений сопротивления. Они характеризуются структурой, в которой зубцы гребенчатой ​​схемы, встроенной в датчик, перекрыты влагочувствительной мембраной из полимера.

Когда влажность повышается и чувствительная к влажности пленка поглощает влагу, сопротивление чувствительной к влажности пленки уменьшается из-за увеличения подвижных ионов в пленке, и наоборот, когда влажность падает, сопротивление увеличивается. Другими словами, в датчиках температуры с изменением сопротивления влажность определяется изменением значения сопротивления.

Емкостного типа
Датчики температуры емкостного типа преобразуют изменения емкости во влажность и характеризуются чувствительной к влажности мембраной из полимера, расположенной между двумя электродами. По мере увеличения влажности емкость между электродами будет увеличиваться из-за увеличения подвижных ионов в чувствительной к влажности мембране.

С другой стороны, при снижении влажности емкость между электродами уменьшается, поскольку уменьшается количество подвижных ионов в чувствительной к влажности мембране. Другими словами, датчик температуры емкостного типа преобразует изменения емкости во влажность.

Типы датчиков влажности и температуры

Датчики влажности и температуры классифицируются по форме и включают датчики влажности типа IC, встроенные в микросхемы IC, и датчики влажности беспроводного типа, используемые в Интернете вещей (IoT).

1. Датчик влажности и температуры типа IC

Датчики влажности и температуры типа IC состоят из чувствительного элемента и измерительной схемы, например, аналого-цифрового преобразователя, интегрированного в одну микросхему. При использовании отдельных чувствительных элементов необходимо проектировать периферийные схемы в соответствии с приложением, что требует много времени и затрат.

Однако встроенный датчик влажности и температуры типа IC не требует такого времени и усилий и может быть легко использован. Кроме того, монтажная область, необходимая для монтажа на плате, может быть уменьшена, что обеспечивает миниатюризацию, низкое энергопотребление и низкую стоимость.

2. Беспроводной датчик влажности и температуры

В последние годы к Интернету стали подключаться не только ПК и смартфоны, но и различные другие устройства. Эта так называемая технология IoT (Интернет вещей) обеспечивает обмен информацией между устройствами, дистанционное управление и сбор данных и используется в различных сервисах.

Роль датчиков особенно важна в услугах и системах, которые удаленно отслеживают состояние товаров и обнаруживают отклонения. Поэтому появляются датчики, которые передают данные через беспроводные средства связи, такие как Wi-Fi и Bluetooth, известные как датчики IoT.

Беспроводные датчики влажности и температуры являются одними из таких датчиков. Используя беспроводные датчики влажности и температуры, можно создавать системы для проверки и мониторинга температуры и влажности в удаленных местах. В частности, они используются для контроля температуры/влажности и обнаружения отклонений в местах, где люди не всегда присутствуют или видны, таких как центры обработки данных, производственные линии, холодильные установки, склады и теплицы.

Кроме того, система используется в различных приложениях и ситуациях, таких как обнаружение открытия/закрытия окон и дверей, датчики для обнаружения движения людей и животных, службы домашней безопасности, связанные с бытовыми приборами, и службы мониторинга для пожилых людей.