Датчик влажности и способ его изготовления Советский патент 1992 года по МПК G01N27/12 

Изобретение оiносится к .злекгроизме- рительной технике, в частности к датчикам контроля пэрс4метров окружающей среды и может быть использовано при измерении относительной влажности газовых сред

Целью изобретения чипнет: 1 повыше ние быстродействия

На чертеже показан датчик оГ Щии вид

Датчик содержит ичолиругОщуч;) подложку 1, на которую предварительно напыляются пабочие электроды 2 и 3 а зттем - резистивный слой 4

Принцип работы предлагаемого кондук- тометрического датчика состоит в следую щом Собранный датчик для приподения в рабочее состояние треб/ет выдгрч ки а атмосфере повышенной влчжногти ( ло 100 отн / ) в течгиир около 1 сут /la- лее с помощью моста переменного тока измеряют сопроти 1сние пе рабочими электродами 2 и Т и по грч уиропоч- ной кривой опред «то)от Р( ИТРЧ ную рлажност из юрярмо гг оно i гр Ггч

ДУИРОВОЧНЛЯ крин 1 1 ,,чг)г 7Н г с 1,к Г Г i

ления от от х п 111 сниг тгчсч n v in,,,.,,

о

4

о

со оо

N

когда датчик помещен в замкнутый объем над водным раствором серной кислоты оп- редепенной концентрации.

ПримерЧ.На изолирующую подложку из стекла напыляют рабочие электроды из металлического хрома толщиной около 1 мкм, а затем - слой резистивного материала. Калибровочную кривую снимают при 20°С на частоте переменного тока 2 кГц. Для резмстианого слоя состава Pbo.gyZno.oaСИ.94FO.O&толщиной 1 мкм, напыленного при 700°С, получены следующие технические характеристики: интервал относительной влажности от 10 до 95 отн.% диапазон изменения сопротивления в этом диапазоне от 3 106 до 5 104 Ом, погрешность измерения 3%. Время установления сигнала (быстродействие) и время релаксации при изменении влажности от 30 дот 65% около 1 с. Температурный коэффици- ент изменения влажности около 1,0% на ГС.

Пример 2, Технология изготовления датчика и измерения сопротивления аналогичны примеру 1. Для резистипного слоя состава Pbo,96Zno,04Cli.92Fo,08 толщиной 0,1 мкм, напыленного при 700°С, получены следующие технические характеристики: при изменении относительной влажности от 10 до 95% изменение сопротивления со- стапляет от 1 : 106 до 1,5 104 Ом, погрешность измерения f 2,5%. Время

установления и спада сигнала при изменении влажности от 30 до 65% порядка 0,5 с.

П р и м е р 3. Технология изготовления датчика и измерение сопротивления аналогичны примеру 1. Для резистивного слоя состава Pbo.96Zno.04Cli.84Fo,i6 толщи- ной 0,5 мкм, напыленного при 750°С, получены следующие технические характеристики: при изменении относительной влажности от 10 до 95% изменение сопротивления составляет от 8 105 до 3 10 Ом, погрешность измерения + 3,0%. Время установления и спада сигнала при изменении влажности от 30 до 65% около 1 с.

Формула изобретения

1.Датчик влажности, содержащий вла- гочувствительный слой и два рабочих электрода, нанесенные на изолирующую подложку, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, влагочувствительный слой изготавливают из твердого электролита, состава Pbi-xZnxCl2-2xF2x, где х лежит в пределах от 0,03 до 0,15.

2.Способ изготовления датчика влажности путем вакуумного напыления на изолирующую подложку рабочих электродов из инертного металла и затем резистивного влагочувствительного слоя, отличающийся тем, что резистивный слой наносят при температуре 700 - 800°С из шихты состава Pbi-xZnxCl2-2xF2x, где 0.03 S х , 0,15.

Изобретение относится к электроизме- рительной технике, в частности к датчикам контроля параметров окружающей среды, и может быть использовано при измерении относительной влажности газовых срел повышает бмгшг у-иг. ,л кондукгометриче- ских датчиков влажности и упрощает технологию их изготовления Предлагаемый датчик влажности содержит резистивный слой из твердого электролита с проводимостью по ионам хлора Pbt-xZnxClz.o- , где х - 0,03 ... 0.15, нанесенный вакуумным напылением на изолирующую подложку с двумя рабочими электродами из металлического хрома. Температура напыления 700 .. 800°С, толщина резистмвного слоя 0.1 ... 2.0 мкм. При комнатной температуре датчик обеспечивает измерение относи еяьиой влажности в диапазоне от 10 до 95% с погрешностью около 3,0% и быстродемгтрием 0,5 ,. 1.5 с. Чувствительность датчика около 6,0% на 1% изменения влажности, температурный коэффициент влажности около 1.0% на . измеряемые сопротивления лежат в диапазоне 10 1 ИЛ.т 10 Ом 2 с п ф лы. cr Ё