根據(jù)敏感方案是否基于水分子的極性吸附特性，可以把濕度傳感器分為水分子親和力型和非水分子親和力型。根據(jù)濕敏材料的不同可以對水分子親和力型濕度傳感器進(jìn)一步分類；根據(jù)測量原理的不同可以對非水分子親和力型濕度傳感器進(jìn)一步分類，如表1所示。
表1 濕度傳感器的分類與特點
類別
常見類型
特點
水分子親和型
電解質(zhì)濕度傳感器
響應(yīng)速度低、可靠性差，不能很好地滿足工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的使用要求。
mos陶瓷濕度傳感器
mos膜式濕度傳感器
高分子濕度傳感器
非水分子親和型
熱敏電阻式濕度傳感器
響應(yīng)速度快、靈敏度高，正在得到迅猛發(fā)展和越來越廣泛的應(yīng)用。
紅外吸收式濕度傳感器
微波式濕度傳感器
超聲波濕度傳感器
1.水分子親和力型濕度傳感器
根據(jù)使用材料的不同，水分子親和力型濕度傳感器分為以下四類
(1) 電解質(zhì)型：以氯化鋰為例，它在絕緣基板上制作一對電極，涂上氯化鋰鹽膠膜。氯化鋰極易潮解，并產(chǎn)生離子導(dǎo)電，隨濕度升高而電阻減小。
(2) 陶瓷型：一般以金屬氧化物為原料，通過陶瓷工藝，制成一種多孔陶瓷。利用多孔陶瓷的阻值對空氣中水蒸氣的敏感特性而制成。
(3) 高分子型：先在玻璃等絕緣基板上蒸發(fā)梳狀電極,通過浸漬或涂覆,使其在基板上附著一層有機(jī)高分子感濕膜。有機(jī)高分子的材料種類也很多,工作原理也各不相同。
(4) 單晶半導(dǎo)體型：所用材料主要是硅單晶，利用半導(dǎo)體工藝制成。制成二極管濕敏器件和mosfet濕度敏感器件等。其特點是易于和半導(dǎo)體電路集成在一起。
一種典型的水分子親和力型濕度傳感器——氯化鋰電阻濕度傳感器介紹：
氯化鋰是一種在大氣中不分解、不揮發(fā)，也不變質(zhì)而具有穩(wěn)定的離子型無機(jī)鹽類。其吸濕量與空氣相對濕度成一定函數(shù)關(guān)系，隨著空氣相對濕度的增減變化，氯化鋰吸濕量也隨之變化。當(dāng)氯化鋰溶液吸收水汽后，使導(dǎo)電的離子數(shù)增加，因此導(dǎo)致電阻的降低；反之，則使電阻增加。這種將空氣相對濕度轉(zhuǎn)換為其電阻值的測量方法稱為吸濕法濕度測量。氯化鋰電阻濕度計的傳感器就是根據(jù)這一原理工作的。其結(jié)構(gòu)和阻—濕特性分別如圖1，圖2所示。
圖1 氯化鋰濕度傳感器的結(jié)構(gòu)
圖2 氯化鋰濕度傳感器的阻—濕特性
氯化鋰傳感器的測濕范圍與所涂氯化鋰濃度及其它成分有關(guān)。采用某一濃度制作的元件在其有效的感濕范圍內(nèi)，其電阻值隨周圍空氣相對濕度的變化符合指數(shù)關(guān)系。當(dāng)濕度低于其有效的感濕范圍時，其阻值迅速增加，趨于無限大；而當(dāng)高于該范圍時，其阻值變得非常小，乃至趨于零。每一傳感器的測量范圍較窄，故應(yīng)按照測量范圍的要求，選用相應(yīng)的量程。為擴(kuò)大測量范圍，可采用多片組合傳感器。組合式氯化鋰濕度傳感器的結(jié)構(gòu)和阻-濕特性如圖3，圖4所示。
圖3 組合式氯化鋰溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖
圖4 組合式氯化鋰的阻—濕特性
2.非水分子親和力型濕度傳感器
利用潮濕空氣和干燥空氣的熱傳導(dǎo)之差來測定濕度，可以制成熱敏電阻式濕度傳感器；利用微波或超聲波在含水蒸汽的空氣中傳播時，傳輸損耗的能量與環(huán)境空氣中的濕度的相關(guān)性來測定濕度，可以制成微波或超聲波濕度傳感器；利用水蒸汽能吸收特定波長的紅外線來測定空氣中的濕度，可以制成紅外吸收式濕度傳感器。一種典型的紅外吸收式濕度傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1所示。