Senzori pentru Umiditate

Extras din referat Cum descarc?

METODE PENTRU MASURAREA UMIDITATII
1. Introducere
Controlul umiditatii relative este esential in productia de textile, hartie, alimente, medicamente si de asemenea in procesul de fabricatie al circuitelor integrate. Bazate pe principii si tehnologii diferite, au fost propuse diverse tipuri de dispozitive sensibile la variatii ale umiditatii. Toate acestea folosesc de regula materiale la care rezistenta electrica sau constanta dielectrica pot fi influentate de valorile umiditatii.
Utilizarea tehnologiei siliciului a permis obtinerea unor senzori de umiditate deosebit de eficienti remarcandu-se indeosebi trei categorii de astfel de dispozitive:
a) Senzori capacitivi de umiditate integrati [1] care includ in aceeasi structura o dioda pentru masurarea temperaturii si un condensator avand ca izolator o rasina poliamidica cu constanta dielectrica dependenta de umiditatea relativa (RH). Circuitele pentru conversia variatiilor capacitatii in variatii de frecventa pot fi integrate pe acelasi cip. Pentru un dispozitiv tipic, la modificarea RH in domeniul 10% - 100% s-au pus in evidenta valori ale capacitatii cuprinse intre 210 pF si 260 pF.
b) Senzori MOSFET sensibili la umiditate [1] a caror functionare se bazeaza pe modificarea conductantei canalului, determinata de schimbari in stratul izolator al portii ca efect al variatiilor umiditatii relative.
c) Senzori de umiditate cu punct de condensare integrati [2] care permit determinarea umiditatii prin masurarea punctului de condensare. Senzorul propriu-zis consta intr-un condensator cu structura deschisa dispus la partea superioara a unui strat de siliciu pe un element miniatural (Peltier) de racire.
In substratul de siliciu este integrata o dioda (figura 1) pentru masurarea temperaturii cipului. Aceasta temperatura poate fi coborata daca elementul de racire este parcurs de un curent corespunzator. La atingerea punctului de condensare, capacitatea condensatorului creste brusc, deoarece constanta dielectrica a apei este destul de ridicata.
Se noteaza temperatura TC a punctului de condensare si din curba care exprima presiunea de saturatie a vaporilor de apa functie de temperatura se determina Pc. Cunoscandu-se presiunea de saturatie la temperatura ambianta Pa se calculeaza umiditatea relativa: . Daca prin utilizarea reactiei, semnalul de la iesirea circuitului de masurare a capacitatii este folosit pentru controlul curentului prin elementul de racire, se poate mentine constanta cantitatea de apa condensata.
2. Caracterizarea senzorului de umiditate MOSFET
Figura 2 prezinta un senzor MOSFET sensibil la umiditate. Structura obisnuita de poarta a fost inlocuita cu o structura mai complexa care include o poarta subtire din aur poros, o membrana sensibila la umiditate realizata dintr-un strat de acetat de celuloza (1 ?m), o poarta standard din aluminiu, un strat de Si3N4 si altul de SiO2.
Considerandu-se rezistenta RB de interconectare intre cele doua porti de valoare foarte mare, pe baza circuitului echivalent al MOSFET-ului sensibil la umiditate se deduce dependenta dintre tensiunea de iesire vo si umiditate exprimata prin capacitatea Cm, a membranei sensibile la umiditate.
Aplicand divizorul de tensiune rezulta:
(1)
in care reprezinta capacitatea stratului de acetat de celuloza, iar este capacitatea stratului izolator de poarta.
Daca se obtine:
(2)
Tinand seama de expresia amplificarii la frecvente joase se deduce:
(3)
Ultima relatie exprima un raspuns liniar al senzorului.


Fisiere in arhiva (2):

  • Senzori pentru Umiditate.DOC
  • Senzori pentru Umiditate.ppt

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Promoție: 1+1 gratis

După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site.Vezi detalii.


Descarcă aceast referat cu doar 4 € (1+1 gratis)

Simplu și rapid în doar 2 pași: completezi adresa de email și plătești. După descărcarea primului referat vei primi prin email un alt cod pentru a descărca orice alt referat.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:

* Prin apăsarea pe butonul “Descarcă acum” declar că am citit, înțeles și agreat termenii și condițiile.
* Prețul este fără TVA.


Hopa sus!