用于探空仪的加热式湿度传感器及测量电路

摘要：

针对探空仪湿度传感器在高空低温、高湿恶劣环境下容易结露,湿度波动大、电路板分布电容对测量结果有影响等问题,研究了具有蛇形加热器的平板夹心电容式湿度传感器及其工艺制备方法,并设计了测量电路.采用微机电系统(MEMS)加工工艺设计了加热式湿度传感器,通过对传感器进行有限元分析,确定了传感器表面加热区域温度分布情况,得出了环境温度、加热功率与加热温度三者之间的函数关系.提出一种基于电容充放电及比较法的湿度测量电路,从而有效地抑制了温度漂移和零点漂移,减小了寄生电容对测量结果的影响.地面实验结果显示:湿度传感器灵敏度约为2.3％RH·pF-1,迟滞约为0.7％ F·S,重复性约为1.9％,测量总不确定度约为4％,时间常数约为0.5s.本文研究的湿度传感器及其测量电路具有很好的温度稳定性,能够在低温环境下正常工作.

关键词：探空仪、湿度传感器、微机电系统(MEMS)、蛇形加热器、有限元

所属期刊栏目：22

分类号：TP212.2;TH765.1(自动化技术及设备)

资助基金：国家863高技术研究发展计划资助项目2006AA04Z319;黑龙江省自然科学基金资助项目ZD201217977;哈尔滨市科技创新人才专项资金资助项目2010RFXXG009;黑龙江省研究生创新科研资金资助项目YJSCX2011-049HLJ

在线出版日期：2014-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3050-3060