静電容量式の湿度計センサーの仕組みと特徴

空気中に含まれる水分の量を測定して電気信号に変換する素子(電子部品)を湿度計センサーと呼び、静電容量式と電気抵抗式の2種類があります。一般的に多く用いられているのは前者の静電容量式で、測定範囲が広いことや応答性が良いというメリットがあります。静電容量式の湿度計センサーは、空気中の水分を吸収する高分子感湿膜のフィルムが2枚の電極で挟まれた構造になっています。高分子フィルム水分を吸収すると膨潤して体積が大きくなり、2枚の電極が離れます。

逆に高分子フィルムが乾燥すると薄くなり、2枚の電極の距離が縮まります。高分子フィルムを挟んでいる2枚の電極は絶縁されてい入るので平板コンデンサーとして機能し、静電容量は電極間の距離に反比例します。コンデンサーの静電容量を測定すれば高分子フィルムが吸収している水分量の情報が得られるので、湿度が分かるという仕組みです。静電容量式の湿度計センサーの大きなメリットは、高精度かつ湿度が20%以下の乾燥した環境でも正確に測定が可能であることです。

短時間で高分子膜の厚さの変化を測定することができるので、応答速度に優れているという特徴もあります。このため、静電容量式のセンサーは多くの湿度計に組み込まれています。静電容量式の湿度計センサーの欠点は、ノイズの影響を受けやすいので配線のシールドが必要になることです。そのため、計測機器のサイズが大きくなったり装置が高額になってしまうというデメリットがあります。

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