Емкостные датчики влажности

Конденсаторы с воздушным зазором могут использоваться как датчики относительной влажности, поскольку от количества водяных паров в атмосфере зависит диэлектрическая проницаемость воздуха, а значит и емкость конденсатора. При этом пространство между пластинами конденсатора может быть заполнено не воздухом, а соответствующим гигроскопичным диэлектрическим материалом. Например, это может быть гигроскопичная полимерная пленка с системой электродов на поверхности.

Тонкопленочный емкостной датчик влажности может быть изготовлен на базе кремниевой подложки с нанесенным на нее гигроскопичным покрытием. Для обеспечения температурной компенсации на подложке дополнительно формируют термочувствительные резисторы.

Рис. 13.2 Емкостной тонкопленочный датчик влажности. А – гребенчатые электроды, Б – поперечное сечение датчика.

Рис. 13.3 Двухступенчатый ёмкостной датчик влажности:1 — подложка; 2 — окись алюминия; 3 — электрод.

Каждый компонент схемы такого датчика является RC – элементом схемы замещения. При увеличении относительной влажности распределение сопротивления поверхности уменьшается, а эквивалентная емкость преобразователя увеличивается. Величина емкости датчика зависит от используемой частоты электрического поля. Для низких значений влажности используется низкая частота (сотни Гц), а для высокой влажности – повышенная частота (до десятков кГц).