Pojemnościowy czujnik wilgotności służy do pomiaru wilgotności względnej powietrza. Jego działanie opiera się na zmianie pojemności elektrycznej kondensatora, którego dielektrykiem jest materiał wrażliwy na wilgoć, najczęściej higroskopijny polimer.
Budowa
Typowy czujnik składa się z:
- dwóch elektrod: górnej i dolnej,
- cienkiej warstwy polimeru między elektrodami,
- warstwy nośnej, np. ceramicznej lub szklanej.
Elektrody tworzą układ podobny do kondensatora płaskiego. Polimer pochłania parę wodną z otoczenia, ale nie chodzi tu głównie o zmianę jego kształtu, barwy ani drgania.
Zasada działania
Pojemność kondensatora opisuje zależność:
C = ε0 · εr · S / d
Gdzie:
- C - pojemność,
- ε0 - przenikalność elektryczna próżni,
- εr - względna przenikalność dielektryczna materiału,
- S - powierzchnia elektrod,
- d - odległość między elektrodami.
Jeżeli powierzchnia elektrod i odległość między nimi są stałe, to pojemność zależy przede wszystkim od przenikalności dielektrycznej polimeru. Wilgoć zmienia właściwości elektryczne polimeru, dlatego zmienia się pojemność czujnika.
Wniosek egzaminacyjny
W pojemnościowym czujniku wilgotności z higroskopijnym dielektrykiem polimerowym mierzona wilgotność wpływa na pojemność przez zmianę przenikalności dielektrycznej dielektryka.