습도센서 편집하기
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[[파일:정전용량 방식 습도센서.png|썸네일|300픽셀|정전용량 방식 '''습도센서'''(humidity sensor)]] | [[파일:정전용량 방식 습도센서.png|썸네일|300픽셀|정전용량 방식 '''습도센서'''(humidity sensor)]] | ||
| − | '''습도센서''' | + | '''습도센서'''(humidity sensor)는 대기 중의 [[수증기]]로 인하여 유기 고분자나 세라믹의 저항 값 유전율 등이 변화하는 성질을 이용하여 습도를 전기적으로 검출하는 센서를 이른다. |
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| + | 두 개의 전극 상에 도전(導電) 성분과 고분자로 만들어진 막(膜)이 겹쳐지면, 습도가 높을 때는 고분자가 팽창함에 따라 도전 성분 간의 간극이 넓어져 전극 간의 전기 저항이 증가한다. [[리어 윈도]](rear window)의 흐림 방지 제어 등에 이용되고 있다. | ||
== 개요 == | == 개요 == | ||
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구체적인 습도센서는 건습구 습도계, 모발 습도계, 염화 리튬 습도센서, 전해 습도센서 (P2O5 습도센서), 고분자막 습도 센서, 수정진동식 습도센서, 산화알루미늄 습도센서, 세라믹 습도센서, 서미스터 습도센서, 마이크로파 습도센서, 결로센서, 노점센서 등이다. 습도센서 소자와 신호처리 전자회로를 집적화한 IC화 습도센서도 개발되어 있다. | 구체적인 습도센서는 건습구 습도계, 모발 습도계, 염화 리튬 습도센서, 전해 습도센서 (P2O5 습도센서), 고분자막 습도 센서, 수정진동식 습도센서, 산화알루미늄 습도센서, 세라믹 습도센서, 서미스터 습도센서, 마이크로파 습도센서, 결로센서, 노점센서 등이다. 습도센서 소자와 신호처리 전자회로를 집적화한 IC화 습도센서도 개발되어 있다. | ||
| − | == 원리 | + | == 원리 == |
공기 주위에 있는 수분의 양은 인간과 동물의 건강에 매우 중요한 요소이다. 주위 환경이 인체에 영향을 주는 안락함의 정도는 주로 두 가지 요인이 있는데, 하나는 온도이고, 다른 하나는 바로 상대습도이다. 시베리아에서 겨울철 온도는 –30℃ 정도이고 공기는 매우 건조하여 안락함을 느낀다. 반면, 호수 근처인 클리브랜드는 0℃ 정도의 온도에서 상당량의 수분을 포함하고 있어 매우 불편하다고 느낀다. 또한 습도는 정밀 [[전기회로]]와 [[정전기]]에 민감한 [[장비]]들에 중요한 영향을 미친다. 습도는 여러 가지 방법으로 표현이 가능하다. 가스 내의 수분은 가스의 백만 입방체당 수분의 파운드로 표시하고, 액체나 고체 내의 수분은 총 질량당 물의 함량으로 표시한다. 만약 액체 내에 낮은 수분 함량이 있는 경우는 백만 질량당 함량을 의미하는 ppm 단위로 표현하기도 한다. 수분을 뜻하는 영어에는 두 가지가 있는데, 하나는 'Moisture'이고, 다른 하나는 'Humidity'이다. 두 가지 모두 한국말로 '수분'으로 번역이 되어 둘 사이에 구분이 없으나, 영어에서는 두 가지를 다음과 같이 구분해서 사용한다. Moisture는 액체와 고체 물질이 함유하고 있는 물의 양을 의미하며, Humidity는 기체 내에 포함된 물의 양을 의미한다. 우리말로 번역하면 일부 혼돈이 있을 수 있으므로, 이를 구분하기 위해 Moisture는 '수분'으로 번역하고, Humidity는 '습도'로 번역한다. 따라서 습도와 수분에 관련된 용어의 정리를 하면 다음과 같다. | 공기 주위에 있는 수분의 양은 인간과 동물의 건강에 매우 중요한 요소이다. 주위 환경이 인체에 영향을 주는 안락함의 정도는 주로 두 가지 요인이 있는데, 하나는 온도이고, 다른 하나는 바로 상대습도이다. 시베리아에서 겨울철 온도는 –30℃ 정도이고 공기는 매우 건조하여 안락함을 느낀다. 반면, 호수 근처인 클리브랜드는 0℃ 정도의 온도에서 상당량의 수분을 포함하고 있어 매우 불편하다고 느낀다. 또한 습도는 정밀 [[전기회로]]와 [[정전기]]에 민감한 [[장비]]들에 중요한 영향을 미친다. 습도는 여러 가지 방법으로 표현이 가능하다. 가스 내의 수분은 가스의 백만 입방체당 수분의 파운드로 표시하고, 액체나 고체 내의 수분은 총 질량당 물의 함량으로 표시한다. 만약 액체 내에 낮은 수분 함량이 있는 경우는 백만 질량당 함량을 의미하는 ppm 단위로 표현하기도 한다. 수분을 뜻하는 영어에는 두 가지가 있는데, 하나는 'Moisture'이고, 다른 하나는 'Humidity'이다. 두 가지 모두 한국말로 '수분'으로 번역이 되어 둘 사이에 구분이 없으나, 영어에서는 두 가지를 다음과 같이 구분해서 사용한다. Moisture는 액체와 고체 물질이 함유하고 있는 물의 양을 의미하며, Humidity는 기체 내에 포함된 물의 양을 의미한다. 우리말로 번역하면 일부 혼돈이 있을 수 있으므로, 이를 구분하기 위해 Moisture는 '수분'으로 번역하고, Humidity는 '습도'로 번역한다. 따라서 습도와 수분에 관련된 용어의 정리를 하면 다음과 같다. | ||
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이 방법은 주로 고온에서의 절대습도를 측정하기 위해 사용하는 센서이며, 열전도도를 이용한 습도를 측정하기 위해서는 서미스터에 기반을 둔 센서를 사용해야 한다. 이 센서는 아래 그림과 같이 두 개의 서미스터를 사용한다. 하나의 센서는 대기 중에 노출되어 있으며, 다른 하나는 건조한 공기 중에 설치되어 있는데, 일반적으로 건조된 질소가스를 주로 사용한다. 두 개의 서미스터는 저항이 다른 브릿지 회로에 연결되어 있다. 전류를 서미스터에 흘리면, 자기가열(self heating)에 의해 서미스터의 온도가 약 200℃까지 상승한다. 질소가스에 봉합된 서미스터 쪽이 수분을 함유하고 있는 대기 중에 노출된 서미스터보다 훨씬 더 빨리 열적손실이 발생한다. 그 이유는 수분을 함유한 공기와 건조한 질소가스의 열전도도 차이 때문이다. 열손실로 인해 서로 다른 온도를 나타내게 되고, 서미스터의 온도차에 의한 저항의 차이로부터 출력값이 0~13㎷까지 나오게 되는데, 이로부터 절대습도를 계산할 수 있다. 그 결과는 그림과 같다. 일반적으로 절대습도 센서는 앞서의 정전용량과 전기전도도 센서에 비해 170℃ 이상의 온도에서 보다 높은 정밀도를 제공하며, 일반적인 정밀도는 ±3g/㎥인데, 이것을 상대습도로 환산하면 대략 40℃에서는 ±5% RH 정밀도, 100℃에서는 ±0.5% RH 정밀도를 제공한다. | 이 방법은 주로 고온에서의 절대습도를 측정하기 위해 사용하는 센서이며, 열전도도를 이용한 습도를 측정하기 위해서는 서미스터에 기반을 둔 센서를 사용해야 한다. 이 센서는 아래 그림과 같이 두 개의 서미스터를 사용한다. 하나의 센서는 대기 중에 노출되어 있으며, 다른 하나는 건조한 공기 중에 설치되어 있는데, 일반적으로 건조된 질소가스를 주로 사용한다. 두 개의 서미스터는 저항이 다른 브릿지 회로에 연결되어 있다. 전류를 서미스터에 흘리면, 자기가열(self heating)에 의해 서미스터의 온도가 약 200℃까지 상승한다. 질소가스에 봉합된 서미스터 쪽이 수분을 함유하고 있는 대기 중에 노출된 서미스터보다 훨씬 더 빨리 열적손실이 발생한다. 그 이유는 수분을 함유한 공기와 건조한 질소가스의 열전도도 차이 때문이다. 열손실로 인해 서로 다른 온도를 나타내게 되고, 서미스터의 온도차에 의한 저항의 차이로부터 출력값이 0~13㎷까지 나오게 되는데, 이로부터 절대습도를 계산할 수 있다. 그 결과는 그림과 같다. 일반적으로 절대습도 센서는 앞서의 정전용량과 전기전도도 센서에 비해 170℃ 이상의 온도에서 보다 높은 정밀도를 제공하며, 일반적인 정밀도는 ±3g/㎥인데, 이것을 상대습도로 환산하면 대략 40℃에서는 ±5% RH 정밀도, 100℃에서는 ±0.5% RH 정밀도를 제공한다. | ||
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== 같이 보기 == | == 같이 보기 == | ||
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* [[온도센서]] | * [[온도센서]] | ||
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