디지털식 온습도계는 용량식 습도센서와 열민감저항을 통합하여 환경온습도에 대한 정확한 측정을 실현하는데 그 핵심원리와 구조는 다음과 같다.

접점식 습도 센서: 습도 측정을 위한 "촉각"

구조와 원리

두 개의 평행 전극 (금속 또는 전도성 재료) 과 중간의 습도 민감 매체 (예: 폴리머 필름, 세라믹) 로 콘덴서를 구성한다.환경습도가 변화할 때 민감한 매체가 물분자를 흡수하거나 방출하여 그 매개전기상수가 개변되여 용량값이 변화된다.예를 들어, 습도가 높아지면 매체가 물을 흡수한 후 매개 전기 상수가 증가하여 전기 용량 값이 상승합니다.

기술적 이점

고정밀도와 선형도: 커패시터 값과 습도는 근사 선형 관계이며, 측정 오차는 ±2% RH 이내로 제어할 수 있다.

빠른 응답: 응답 시간은 일반적으로 5초 미만이며 동적 환경 모니터링에 적합합니다.

장기 안정성: 불화 폴리머와 같은 오염 방지 물질을 사용하는 센서로 수명이 5 년 이상입니다.

일반적인 어플리케이션

기상관측소, 농업비닐하우스, 공업창고저장 등 장면에 널리 응용된다. 례를 들면 량곡저장환경의 습도를 감시하고 곰팡이의 변화를 방지한다.

열 저항: 온도 측정을위한 "정확한 눈금자"

구조와 원리

망간, 니켈, 코발트의 산화물과 같은 반도체 세라믹 소재를 핵심으로 온도 변화에 따른 저항값의 특성을 통해 온도를 측정한다.이 중 NTC (음온도계수) 열민감저항이 가장 흔하며 그 저항값은 온도가 높아질수록 현저하게 떨어진다.예를 들어, 25 ℃ 에서 저항이 10kº 인 NTC 열 민감 저항은 50 ℃ 에서 2kº 로 떨어질 수 있습니다.

기술적 이점

고감도: 온도 계수는 -3% ~ -5% / ℃ 에 달하며 0.01 ℃ 의 미세한 변화를 감지 할 수 있습니다.

저비용 및 소형화: 크기가 작고 가격이 저렴하여 휴대용 장치에 통합할 수 있습니다.

넓은 측정 범위: -50 ℃ 에서 150 ℃ 까지 커버할 수 있으며, 다수의 공업과 민용 수요를 만족시킬 수 있다.

일반적인 어플리케이션

스마트 홈 (예: 에어컨, 가습기 온도 제어), 의료 장비 (예: 수술실 온도 유지 시스템) 및 자동차 전자 (예: 배터리 팩 열 관리) 에 사용됩니다.

공동 작업: 물리적 신호에서 디지털 디스플레이까지

신호 변환

커패시터식 습도 센서와 열 민감 저항은 각각 습도와 온도 변화를 커패시터 값과 저항 값의 변화로 전환시킨다.

마이크로프로세서 처리

내장 마이크로프로세서는 차표법이나 공식 계산을 통해 용량 값과 저항 값을 대응하는 습도와 온도 수치로 변환한다.예를 들어, NTC 열 저항의 Steinhart-Hart 방정식을 통해 고정밀 온도 계산을 수행합니다.

디지털 출력

처리된 데이터는 LCD나 LED 디스플레이를 통해 디지털 형태로 구현되며, 일부 모델은 데이터 저장, 경보 임계값 설정 및 무선 전송 기능도 지원한다.

기술 진화와 미래 추세

MEMS (마이크로컴퓨터 전기 시스템) 기술의 발전에 따라 커패시터식 습도 센서와 열 민감 저항은 미세화, 집적화 방향으로 진화하고 있다.예를 들어, 습도 민감도를 온도 감지 소자와 동일한 칩에 통합하면 장비 부피와 비용을 크게 줄일 수 있습니다.이와 동시에 AI 알고리즘을 결합한 온습도계는 환경추세예측과 자동조절을 실현할수 있으며 공업4.0과 지혜도시에 관건적인 데터를 지원할수 있다.