[发明专利]一种湿度传感器

说明书

技术领域

本申请涉及电子设备领域，具体涉及一种湿度传感器。

背景技术

湿度传感器被广泛应用于工业、农业生产和人类的日常生活中，在农业生产中，如农场、麦田，人们利用湿度传感器提供的数据了解降雨情况、土壤墒情，在果园、蔬菜大棚，湿度也是一项重要信息，结合其它数据，帮助种植者判断是否需要灌溉，病虫害的发生机率以及是否要采取措施；在仓库，帮助监测仓库环境及所储存农产品的状况。尤其近年来，随着物联网的兴起，湿度传感器的作用会越来越重要。

一般的湿度传感器有几种类型：

最简单的一种由两个金属电极和连接在两个金属电极间的多孔材料组成，所用电源是直流电。当金属电极两端加上直流电压，两电极间的阻抗大小反应湿度大小。这种湿度传感器通常只有一个阻抗阈值，当测得的阻抗低于所述阈值时，就认为是湿；否则，就是干。这种湿度传感器的优点是结构简单，成本低；缺点是：1)精度低，所述多孔材料很难模拟叶片的形状；2)直流电会使金属电极在含盐的潮湿环境下发生电化学反应而引起电蚀。

在现有专利中，也有在金属电极两端加上交流电压，利用两电极间的阻抗大小检测湿度大小。专利CN204426210U提供了“一种用于扦插育苗的叶片湿度传感器”，所述湿度传感器采用交流电压，通过测量两个金属电极间的阻抗来感测湿度，但该湿度值只是简单的一个用于控制加热回路的阈值，当湿度高于设定阈值，加热回路工作；当湿度低于设定阈值，加热回路关闭。显然，这种只有“干”、“湿”两种状态的传感器只能应用于对湿度数据精度要求不高的场合。

另一种湿度传感器是电容式湿度传感器，电容式湿度传感器是一种非接触式的，利用电容耦合技术来测量湿度，优点是稳定；缺点是1)结构复杂，造价高；2)容易受其它电容体的影响，如植物的其它部分，鸟类、昆虫等的影响。

另外，还有一些湿度传感器通过感测被测物的介电常数来估算被测物的湿 度，类似的，专利CN103293189A提供了“一种植物叶片表面湿度传感器及其测量装置”，所述湿度传感器电极部分模拟叶片形状的，所述湿度传感器的模拟叶片分成两个部分，左边的部分由两个环状的铜格栅金属电极，利用输入、输出电极频率的衰减来感测叶面上的湿度；右边的部分有两个仿叶纹路的格栅状金属电极，所述金属电极粘在叶面的两侧，所述湿度传感器的叶面是对水汽灵敏度高的醋酸纤维素高分子材料，两个金属电极与中间的叶面形成电容，由电容的变化来测量叶片湿度的变化，左、右两部分测量值的结合形成最终湿度。所述湿度传感器电极部分能够模拟叶片形状，采用射频反射和电容原理能获得定量的湿度值，但是结构复杂，不仅需要两组湿度测量装置，还需要一个带微处理器的处理平台共同工作，且受结构所限，所述湿度传感器和处理平台距离短，湿度测量的空间范围受限，另外，柔性的叶片材质也极易在工作中造成金属电极的损伤。

发明内容

本申请提供一种湿度传感器，克服了目前利用被测物的阻抗来检测湿度的湿度传感器只有“干”、“湿”两种状态，不能精确测量湿度值得缺陷，又避免了电容式、介电常数式结构复杂，造价高，且易受其它非被测物影响的不足。

本申请提供的湿度传感器，包括：

产生检测驱动电信号并输出的驱动单元；

电极单元，所述电极单元包括在电路中彼此电隔绝的两个金属电极：驱动电极和感应电极；所述驱动电极和所述感应电极以设定的形状附着在基板上；所述两个金属电极间介质物的湿度变化会引起所述两个金属电极间阻抗的变化；所述驱动电极接收所述驱动单元输出的检测驱动电信号，所述感应电极通过与所述驱动电极之间的阻抗产生电感应，随之产生感应信号作为电检测信号输出；

感应单元，所述感应单元与所述感应电极耦合，接收由所述感应电极输出的电检测信号，并将所述电检测信号处理为符合要求的湿度检测信号并输出。

可选的，所述驱动单元包括交流电生成电路；所述检测驱动电信号为该交流电生成电路输出的交变电流。

可选的，所述交流电生成电路采用非稳态多谐振荡电路形式。

可选的，所述基板是采用绝缘材料制成的薄板，包括：

与待检测湿度的植物叶片相似的叶片形状，作为所述电极单元载体的电极区；

作为所述驱动单元、所述感应单元电路载体，包括为所述湿度传感器供能的输入、接地端口、所述感应单元的输出端口的电路区；

所述电极区与所述电路区连成一体。