3.1.2. Датчики вологості.

Вологість - фізичний параметр, з яким, як і з температурою, людина зіштовхується із самих древніх часів; однак надійних датчиків не було протягом тривалого періоду. Найчастіше для подібних датчиків використовувалися людський чи кінський волос, що подовжуються чи коротшають при зміні вологості. В даний час для визначення вологості використовується полімерна плівка, покрита хлористим літієм, що набухає від вологи. Однак датчики на цій основі володіють гистерезисом, нестабільністю характеристик у часі і вузькому діапазоні виміру. Більш сучасними є датчики, у яких використовуються кераміка і тверді електроліти. У них усунуті перераховані вище недоліки. Одна зі сфер застосування датчиків вологості - різноманітні регулятори атмосфери. Найбільше поширення одержали наступні методи виміру вологості:

Гігрометричні методи виміру засновані на зміні довжини гігроскопічних ниток, зокрема , чи волос синтетичних ниток. Незважаючи на те, що такі гігрометри є гарним рішенням у ціновому плані, їхній використання обмежено невисоким класом точності. Абсолютна погрішність таких гігрометрів звичайно складає ±5% RH*.

Психрометричний метод вимірів забезпечує значно більш високу точність, чим гігрометричний метод. Психрометри вимірюють відносну вологість ґрунтуючись на фізичному ефекті охолодження при процесах випару. При даному способі вимірів один термометр вимірює температуру навколишнього повітря (сухого термометра), а іншої так називану температуру змоченого термометра. Вологий термометр повинний бути обернуть мокрою бавовняною тканиною й обдуватися повітрям зі швидкістю від 2 до 3м/с. Випар, що відбувається, прохолоджує термометр і при настанні стану рівноваги, вологість може бути підрахована за показниками сухого і змоченого термометра. Абсолютна погрішність ± 1% відносної вологості може бути досягнута при використанні точних термометрів і за умови дбайливого обслуговування устаткування.

Метод крапки роси - інший досить точний спосіб виміру. Поверхня з металевим напилюванням прохолоджується до температури, при якій з повітря починає випадати роса. Температура, обмірювана в цій крапці, відповідає температурі крапки роси. Звідси, орієнтуючись на температуру навколишнього повітря, може бути підрахована вологість. При такому способі виміру може бути забезпечена абсолютна погрішність 1%RH*. Останні два методи досить точні, хоча вони досить дорогі і складні в експлуатації.

Ємнісні датчики вологості останнім часом стають усе більш розповсюдженими Вони не дороги, прості в експлуатації і забезпечують дуже точні показання. Основа цих датчиків - ємнісні вологочуттєві елементи, що являють собою тонку скляну чи керамічну основу, на якій знаходиться система електродів, гігроскопічний полімерний шар і шар золота, що проникний для пар води, З огляду на той факт, що полімерний гігроскопічний шар може усмоктувати молекули води, що змінюють відносну діелектричну проникність, ця система являє собою вологозалежний конденсатор. Ємність цього конденсатора це одиниця виміру відносної вологості навколишнього його повітря.

Зміна ємності конвертується у вихідний електричний сигнал електронікою, що розташовується безпосередньо біля вологочуттєвого елемента. Таким чином при об'єднанні цих двох елементів виходить ємнісної датчик вологості, що відкалібрований по стандартах вологості. Ступінь точності, що досягається, що істотно залежить від лінійності відхилень, гістерезису і температурної залежності, складає близько 2% RH* [7].