气体的测量

这两种方法统称为水蒸气百分含量法。

2.相对湿度和绝对湿度

水蒸气压是指在一定的温度条件下，混合气体中存在的水蒸气分压（p）。而饱和蒸气压是指在同一温度下，混合气体中所含水蒸气压的最大值（Ps）。温度越高，饱和水蒸气压越大。在某一温度下，其水蒸气压同饱和蒸气压的百分比，称为相对湿度。

绝对湿度表示单位体积空气内，所含水蒸气的质量，其定义为

如果待测空气是由水蒸气和干燥空气组成的二元理想混合气体，根据道尔顿分压定律和理想气体状态方程，得

二、湿度传感器的主要参数

1.湿度量程

湿度量程是指湿度传感器技术规范中所规定的感湿范围。全湿度范围用相对湿度RH（0～100%）表示，它是湿度传感器工作性能的一项重要指标。

2.感湿特征量——相对湿度特性

每种湿度传感器都有其感湿特征量，如电阻、电容等，通常用电阻比较多。以电阻为例，在规定的工作湿度范围内，湿度传感器的电阻值随环境湿度变化的关系特性曲线，简称阻湿特性。有的湿度传感器的电阻值随湿度的增加而增大，这种为正特性湿度电阻器，如Fe3O4湿敏电阻器。有的湿度传感器的阻值随着湿度的增加而减小，这种为负特性湿敏电阻器，如TiO2-SnO2陶瓷湿敏电阻器。对于这种湿敏电阻器，低湿时阻值不能太高，否则，不利于和测量系统或控制仪表相连接。

3.感湿灵敏度

感湿灵敏度简称灵敏度，又称为湿度系数，是指在某一相对湿度范围内，相对湿度改变1%RH时，湿度传感器电参量的变化值或百分率。

各种不同的湿度传感器，对灵敏度的要求各不相同，对于低湿型或高湿型的湿度传感器，它们的量程较窄，对灵敏度要求很高。但对于全湿型湿度传感器，并非灵敏度越大越好，因为电阻值的动态范围很宽，给配制二次仪表带来不利，所以灵敏度的大小要适当。

4.特征量温度系数

特征量温度系数反映湿度传感器的感湿特征量——相对湿度特性曲线随环境温度而变化的特性。感湿特征量随环境温度的变化越小，环境温度变化所引起的相对湿度的误差就越小。

在环境温度保持恒定时，湿度传感器特征量的相对变化量与对应的温度变化量之比，称为特征量温度系数。

5.感湿温度系数（见图3-2）

在两个规定温度下，湿度传感器的电阻值（或电容值）相等时，其对应的相对湿度之差与两个规定的温度变化量之比，称为感湿温度系数。其也可表示在环境温度每变化1℃时，所引起的湿度传感器的湿度误差。感湿温度系数为

图3-2　感湿温度系数示意图

6.响应时间

在一定温度下，当相对湿度发生跃变时，湿度传感器的电参量达到稳态所需的时间。一般是以相应的起始和终止这一相对湿度变化区间的63%作为相对湿度变化所需要的时间，也称时间常数，它是反映湿度传感器相对湿度发生变化时，其反应速度的快慢，单位是s。也有规定从起始到终止90%的相对湿度变化作为响应时间的情况。响应时间又分为吸湿响应时间和脱湿响应时间。大多数湿度传感器都是脱湿响应时间大于吸湿响应时间，一般以脱湿响应时间作为湿度传感器的响应时间。

7.电压特性

当用湿度传感器测量湿度时，所加的测试电压，不能用直流电压。这是由于加直流电压引起感湿体内水分子的电解，致使电导率随时间的增加而下降，故测试电压采用交流电压。

如图3-3所示的是湿度传感器的电阻与外加交流电压之间的关系。可见，测试电压小于5V时，电压对电阻—湿度特性没有影响。但交流电压大于15V时，由于产生焦耳热，对湿度传感器的电阻—湿度特性产生了较大影响，因而一般湿度传感的使用电压都小于10V。

8.频率特性

湿度传感器的阻值与外加测试电压频率的关系，如图3-4所示。在高湿时，频率对阻值的影响很小；当低湿高频时，随着频率的增加，阻值下降。对这种湿度传感器，在各种湿度下，当测试频率小于103Hz时，阻值不随使用频率而变化，故该湿度传感器上限频率为103Hz。湿度传感器的上限频率由实验确定。直流电压会引起水分子的电解，因此，测试电压频率也不能太低。

图3-3　湿度传感器的电阻与外加交流电压之间的关系

图3-4　湿度传感器的电阻与外加测试电压频率的关系

三、湿度传感器的分类

湿度传感器按照使用材料和工作原理的不同，常分为电解质型、陶瓷型、高分子型、单晶半导体型等多种类型。

1.电解质型

以氯化锂为例。在氯化锂溶液中，Li和Cl均以正负离子的形式存在，而锂离子对水分子的吸引力强，离子水合程度高，其溶液中的离子导电能力与浓度成正比。当溶液置于一定温湿场中，若环境相对湿度高，溶液将吸收水分，使浓度降低，因此，其溶液电阻率增大，阻值增加；反之，环境相对湿度变低时，溶液浓度升高，其电阻率下降，阻值下降。氯化锂湿敏元件具有滞后小，不受测试环境风速影响，检测精度为±5%等优点；但其耐热性差，器件的使用寿命短。

2.陶瓷型

一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷，利用的是多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性。分类比较繁多一般有以下几类：一是按电阻率与湿度的关系分为负特性湿敏半导体陶瓷和正特性湿敏半导体陶瓷；二是按水分子在半导瓷表面的作用分为离子型和电子型。

3.高分子型

先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极，通过浸渍或涂覆，使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。有机高分子的材料种类也很多，工作原理也各不相同。

4.单晶半导体型

所用材料主要是硅单晶，利用半导体工艺制成，主要制成二极管湿敏器件和MOSFET湿度敏感器件等。其特点是易于和半导体电路集成在一起。

四、湿度传感器检测电路的选择

1.电源选择

一切电阻式湿度传感器都必须使用交流电源，否则性能会劣化甚至失效。

电解质湿度传感器的电导是靠离子的移动实现的，在直流电源作用下，正、负离子必然向电源两极运动，产生电解作用，使感湿层变薄甚至被破坏；在交流电源作用下，正、负离子往返运动，不会产生电解作用，感湿膜不会被破坏。

交流电源的频率选择是在不产生正、负离子定向积累情况下尽可能低一些。在高频情况下，测试引线的容抗明显下降，会让湿敏电阻短路。另外，湿敏膜在高频下也会产生集肤效应，阻值发生变化，影响测湿灵敏度和准确性。

2.温度补偿

湿度传感器具有正或负的温度系数，其温度系数大小不一，工作温区有宽有窄，所以要考虑温度补偿问题。

对于半导体陶瓷传感器，其电阻与温度的关系一般为指数函数关系，通常其温度关系属于NTC型，即

若传感器的湿度温度系数为0.07%／℃，工作温度差为30℃，测量误差为0.21%／℃，则不必考虑温度补偿；若湿度温度系数为0.4%／℃，则引起12%／℃的误差，必须进行温度补偿。

3.线性化

湿度传感器的感湿特征量与相对湿度之间的关系不是线性的，这给湿度的测量、控制和补偿带来了困难，需要通过一种变换使感湿特征量与相对湿度之间的关系线性化。图3-5为湿度传感器测量电路的原理框图。

图3-5　湿度传感器测量电路的原理框图

五、典型电路

1.电桥法测湿度电路

电桥法测湿度电路中振荡器对电路提供交流电源，电桥的一臂为湿度传感器，由于湿度变化使湿度传感器的阻值发生变化，于是电桥失去平衡，产生信号输出，放大器可把不平衡信号加以放大，整流器将交流信号变成直流信号，由直流毫安表显示。振荡器和放大器都由9V直流电源供给。电桥法适合于氯化锂湿度传感器。

直读式湿度计的实际电路如图3-6所示。

2.汽车挡风玻璃自动去湿电路

在实际应用中，需要考虑湿度传感器的线性处理和温度补偿，常常采用运算放大器构成湿度测量电路。图3-7中RH为嵌入玻璃中的感湿器件，RL为嵌入玻璃中的加热电阻丝。常温常湿下，调整各电阻值的VT1导通，VT2截止；当下雨天湿度增大时，RH阻止下降，使得VT1截止，VT2导通，继电器J得电吸合，接通电阻丝RL，加热；当湿度减小到一定程度，触发电路转到初始状态，电阻丝RL断电，实现自动防湿控制。

图3-6　直读式湿度计的实际电路

图3-7　汽车后窗玻璃自动去湿电路

【任务实施】

一、模块选择

本单元通过湿度传感器、湿敏座、湿度传感器转换电路板、潮湿小棉球（自备）、干燥剂（自备）、直流稳压电源、数字电压表实现湿度的检测。

①湿度是指空气中所含有的水蒸气量。空气的潮湿程度，一般多用相对湿度概念，即在一定温度下，空气中实际水蒸气压与饱和水蒸气压的比值（用百分比表示），称为相对湿度（用RH表示），其单位为%。湿敏传感器种类较多，根据水分子易于吸附在固体表面渗透到固体内部的这种特性（称水分子亲和力），湿敏传感器可分为水分子亲和力型和非水分子亲和力型，本实验采用的是集成湿度传感器。该传感器的敏感元件采用的属水分子亲和力型中的高分子材料湿敏元件（湿敏电阻）。它的原理是采用具有感湿功能的高分子聚合物（高分子膜）涂敷在带有导电电极的陶瓷衬底上，导电机理为水分子的存在影响高分子膜内部导电离子的迁移率，形成阻抗随相对湿度变化成对数变化的敏感部件。由于湿敏元件阻抗随相对湿度变化成对数变化，一般应用时都经放大转换电路处理将对数变化转换成相应的线性电压信号输出以制成湿度传感器模块形式。湿敏传感器实物、原理框图如图3-8所示。

图3-8　湿敏传感器实物、原理框图

②湿敏传感器实验接线图如图3-9所示。

图3-9　湿敏传感器实验接线图

二、数据检测

①将电压表量程切换到20V挡，检查接线无误后，合上主机箱电源开关，传感器通电先预热5min以上，待电压表显示稳定后即为环境湿度所对应的电压值（查湿度-输出电压曲线的环境湿度）。

②往湿敏座中加入若干量干燥剂（不放干燥剂为环境湿度），放上传感器，观察电压表显示值的变化，并将数值记录在表3-1中。

表3-1　湿度测量记录表

三、注意事项

晴天和下雨天做出的实验结果不一致，天气潮湿，不放棉球时比晴天要湿润些，故测量值要大些。

【展示评价】

【思考与练习】

1.湿度测量方法众多，目前湿度测量方案最主要的有两种，分别是_________测湿法和_________测湿法。

2.空气中含有水蒸气的量称为_________，含有水蒸气的空气是一种_________气体。

3.在某一温度下，其水蒸气压同饱和水蒸气压的百分比，称为_________。

4.绝对湿度表示单位体积内，空气里所含水蒸气的_________。

5.在规定的工作湿度范围内，湿度传感器的电阻值随环境湿度变化的关系特性曲线，简称_________。

6.在某一相对湿度范围内，相对湿度改变1%时，湿度传感器电参量的变化值或百分率称为_________。

7.在一定温度下，当相对湿度发生跃变时，湿度传感器的电参量达到稳态变化量的规定比例所需要的时间称为_________。

8.湿度传感器具有正或负的温度系数，其温度系数大小不一，工作温区有宽有窄，所以要考虑_________问题。

9.根据不同的分类标准，湿敏传感器有哪些具体的分类。

10.湿度传感器在生活中有哪些实际应用，请举例说明。

任务二　气体的测量

【任务分析】

本任务是了解气敏传感器的特性，理解气敏传感器的工作原理，认识气敏传感器的主要参数，掌握气敏传感器的特点及用途；认识气敏传感器的测量电路，会使用气敏传感器检测人体酒精浓度。

【知识准备】

一、气敏传感器的原理及分类

1.气敏传感器的原理及应用领域

气敏传感器是一种将检测到的气体类别、成分和浓度转换为电信号的传感器，用于对气体的定性或定量检测。气敏材料与气体接触后会发生化学或物理作用，导致其某些特性参数的改变，如质量、电参数、光学参数等。气敏传感器利用这些材料作为气敏元件，把被测气体种类或浓度的变化转化成传感器输出信号的变化，从而实现气体检测的目的。

2.气敏传感器的应用

气敏传感器常用于环境保护和安全监督等方面，如化工生产中气体成分的检测与控制、煤矿瓦斯浓度的检测与报警、煤气泄漏、火灾报警和燃烧情况的检测与控制等。

气敏传感器的主要用途如下：

①检测周围环境中是否存在易燃易爆的气体，如氢气、一氧化碳、液化石油气、天然气等。

②是否存在有毒气体，如一氧化碳、氟利昂。

3.气敏传感器分类

（1）半导体气敏传感器

半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单、对气体选择性好的特点，应用极其广泛。主要的元件材料是金属氧化物或金属半导体氧化物。通过与气体相互作用时产生表面吸附活反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。借此来检测特定气体的成分或测量其浓度，并将其变换成电信号输出。

（2）电化学气敏传感器

利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。

（3）接触燃烧式气体传感器

一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300～400℃的高温。

二、半导体气体传感器

半导体气体传感器是利用半导体气敏元件同气体接触，造成半导体性质变化，来检测气体的成分或浓度的气体传感器。

半导体气体传感器按照与气体的相互作用是局限于半导体内部还是涉及外部分为表面控制型和体控制型；按照半导体变化的物理特性分为电阻式和非电阻式。

1.半导体气敏传感器的分类比较

半导体气敏传感器的分类比较，见表3-2。

表3-2　半导体气敏传感器的分类比较

（1）表面电阻控制型气体传感器

平常器件工作在空气中，空气中的O2和NO2，接受来自N型半导体材料敏感膜的电子吸附，表现为N型半导体材料敏感膜的表面传导电子数减少，表面电导率减小，器件处于高阻状态。一旦器件表面吸附某种气体时会引起电导率的变化。

目前常用的材料为氧化锡和氧化锌等较难还原的氧化物，也有用有机半导体材料的。这类传感器由气敏元件、加热器、封装部分组成；按制造工艺可分为烧结型、薄膜型、厚膜型；按加热方式分为内热式和旁热式。

（2）体电阻控制型气体传感器

体电阻控制型气体传感器是利用体电阻的变化来检测气体的半导体器件。

检测对象主要有：液化石油气，主要是丙烷；煤气，主要是CO，H2；天然气，主要是甲烷。例如，利用SnO2气敏器件可设计酒精探测器，当酒精气体被检测到时，气敏器件电阻值降低，测量回路有信号输出，使电表显示数值或指示灯发亮。气敏器件工作时要提供加热电源。

（3）非电阻型气体传感器

非电阻型气体传感器包括MOS二极管式、结型二极管式及场效应管式（MOSFET）半导体气体传感器；其电流或电压随着气体含量而变化，主要检测氢和硅烷气等可燃性气体。

2.半导体气敏元件的特性参数

（1）气敏元件电阻值

电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件（电阻型）的固有电阻值，表示为Ra。一般其固有电阻值为103～105Ω。

各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。因此，必须在洁净的空气环境中进行Ra值的测量。

（2）气敏元件灵敏度

气敏元件灵敏度是气敏元件对于被测气体敏感程度的指标。它表示气体敏感元件的电参量（如电阻型气敏元件的电阻值）与被测气体浓度之间的依从关系，表示方法有3种：

①电阻比灵敏度K

②气体分离度α

③输出电压比灵敏度KU

（3）气敏元件分辨率

这是表示气敏元件对被测气体的识别（选择）以及对干扰气体的抑制能力。气敏元件分辨率S表示为

（4）气敏元件响应时间

这是表示在工作温度下，气敏元件对被测气体的响应速度。一般从气敏元件与一定浓度的被测气体接触时开始计时，直到气敏元件的阻值达到在此浓度下稳定电阻值的63%时为止。气敏元件的响应时间，通常用符号tr表示。

（5）气敏元件的加热电阻和加热功率

气敏元件一般工作在200℃以上高温下。为气敏元件提供必要工作温度的加热电路的电阻（加热器的电阻值）称为加热电阻，用RH表示。直热式的加热电阻值一般小于5Ω；旁热式的加热电阻大于20Ω。气敏元件正常工作所需的加热电路功率，称为加热功率，用pH表示，一般为0.5～2.0W。

（6）气敏元件的恢复时间

这是表示在工作温度下，被测气体从该元件上解吸的速度，一般从气敏元件脱离被测气体时开始计时，直到其阻值恢复到在洁净空气中阻值的63%时所需的时间。

（7）初期稳定时间

一般电阻型气敏元件，在刚通电的瞬间，其电阻值将下降，然后再上升，最后达到稳定。由开始通电直到气敏元件阻值到达稳定所需时间，称为初期稳定时间。初期稳定时间是敏感元件存放时间和环境状态的函数。存放时间越长，其初期稳定时间也越长。在一般条件下，气敏元件存放两周以后，其初期稳定时间即可达最大值。

三、SnO2气敏元件介绍

1.SnO2半导体气敏元件特点

①SnO2气敏元件阻值随气体浓度变化关系为指数变化关系。因此，非常适用于微量低浓度气体的检测。

②与其他类型气敏元件（如接触燃烧式气敏元件）相比，SnO2气敏元件寿命长、稳定性好、耐腐蚀性强。

③SnO2气敏元件对气体检测是可逆的，而且吸附、脱附时间短，可连续长时间使用。

④元件结构简单，成本低，可靠性较高，机械性能良好。

⑤对气体检测不需要复杂的处理设备。可将待检测气体浓度直接转变为电信号，信号处理电路简单。

2.烧结型SnO2气敏元件

SnO2系列气敏元件有烧结型、薄膜型和厚膜型3种，烧结型应用最广泛。

烧结型SnO2气敏元件是以多孔陶瓷SnO2为基材（料粒度在1μm以下），添加不同物质，采用传统制陶方法进行烧结。烧结时埋入测量电极和加热线，制成管芯，最后将电极和加热丝引线焊在管座上，外加两层不锈钢网而制成元件。烧结型SnO2气敏元件主要用于检测还原性气体、可燃性气体和液体蒸汽。工作时需加热到300℃左右。

3.SnO2气敏元件的分类

根据加热方式，SnO2气敏元件可分为直接加热式和旁热式两种。

（1）直接加热式SnO2气敏元件（直热或内热式气敏元件）

图3-10　内热式气敏器件结构及符号

直热式又称为内热式，这种元件的结构和图形符号如图3-10所示。元件管芯由SnO2基体材料、加热丝、测量丝组成，它们都埋在SnO2基材内。工作时加热丝通电加热，测量丝用于测量元件的阻值。其优点在于制作工艺简单、成本低、功耗小，可在高电压下使用，可制成价格低廉的可燃气体泄漏报警器；同时也存在热容量小，易受环境气流的影响；测量回路与加热回路间没有隔离，互相影响；加热丝在加热和不加热状态下会产生涨缩，易造成接触不良等缺点。

（2）旁热式SnO2气敏器件

旁热式气敏器件的图形符号如图3-11（a）所示。其管芯增加了一个陶瓷管，管内放高阻加热丝，管外涂梳状金电极做测量极，在金电极外涂SnO2等气敏材料。测量极与加热丝分离，加热丝不与气敏材料接触，避免了内热式器件测量回路与加热回路相互影响的缺点，热容量增大，不易受环境气流的影响。

加热器的作用主要是使附着在元件上的油污、尘埃烧掉；加速气体的氧化、还原反应，提高器件灵敏度及相应速度。

四、气敏元件的基本测量电路

如图3-11（b）所示为气敏元件的基本测量电路。图中EH为加热电源，EC为测量电源，电阻中气敏电阻值的变化引起电路中电流的变化，输出电压（信号电压）由电阻RO上取出。特别在低浓度下灵敏度高，而高浓度下趋于稳定值。因此，常用来检查可燃性气体泄露并报警。

1.电源电路

一般气敏元件的工作电压不高（3～10V），其工作电压必须稳定，特别是供给加热的电压；否则，将导致加热器的温度变化幅度过大，使气敏元件的工作点漂移，影响检测准确性。

图3-11　气敏元件的基本测量电路

2.辅助电路

在设计、制作应用电路时，应考虑气敏元件自身的温度系数、湿度系数、初期稳定性等特性来设计辅助电路。通常采用温度补偿电路或设置延时电路等方式。

3.温度补偿电路

当环境温度降低时，则负温度热敏电阻（R5）的阻值增大，使相应的输出电压得到补偿，如图3-12所示。

4.正温度系数热敏电阻（R2）的延时电路

刚通电时，其电阻值也小，电流大部分经热敏电阻回到变压器，蜂鸣器（BZ）不发出警报。当通电1～2min后，阻值急剧增大，通过蜂鸣器的电流增大，电路进入正常的工作状态，如图3-13所示。

图3-12　温度补偿电路

图3-13　正温度系数热敏电阻（R2）的延时电路

【任务实施】

一、模块选择

本单元通过MQ-5型气敏传感器、操作板、直流稳压电源、数字电压表实现气体浓度的检测。

①其中H—H表示加热极（如5V），A—A，B—B传感器表示敏感元件的两个极，图③中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热电压。

②气敏传感器实验接线图如图3-14所示。

图3-14　气敏传感器实验接线图

二、数据检测

①按图3-14连接好电路。其中H—H表示加热极（如5V），A—A，B—B传感器表示敏感元件的两个极，③中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热电压。

②将MQ-5气敏传感器正确的插到底座上，传感器6个引脚分为两组且左右对称，该方向即为安装时的正方向。

③接通+5V和+12V电源，气敏传感器预热需几分钟，在此期间注意观察现象。当预热完毕，用万用表测量Vo的值，调节其Rw1，令Vo为1.8～2V，即设置报警点。

④用气体打火机向气敏传感器喷射可燃气体，立即测试Vo的值，并观察此后的现象。当报警结束后，调节其Rw1逐渐增加Vo的值，但始终应使其小于2.5V，重做上述实验测试Vo并观察分析现象。

三、注意事项

Vo的值始终应使其小于2.5V。

【展示评价】

续表

【思考与练习】

一、填空题

1.气敏传感器是一种将检测到的_________、_________和_________转换为电信号的传感器。

2.半导体气敏传感器具有_________、_________、_________、_________的特点，应用极其广泛。

3.半导体气体传感器大体可分为_________和_________两大类。

4.将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件（电阻型）的_________电阻值，表示为_________，一般其固有电阻值为_________Ω至_________Ω范围内。

5.气敏元件一般工作在_________℃以上的高温。直热式的加热电阻值一般小于_________Ω；旁热式的加热电阻大于_________Ω。

6.气敏元件正常工作的加热功率，用PH表示，一般为_________W。

7.SnO2系列气敏元件有_________型、_________型和_________型3种。

8.SnO2直热式气敏元件的优点是制作工艺_________、成本_________、功耗_________、可以在电压下使用、可制成价格低廉的可燃气体泄漏报警器。

9.旁热式SnO2气敏元件在其管芯增加了一个陶瓷管，在管内放进高阻加热丝，加热器阻值为_________Ω至为_________Ω。

10.一般气敏元件的工作电压在_________V，供给加热的电压，必须_________；否则，将导致加热器的温度变化幅度过大，影响检测的准确性。

二、简答题

1.简要说明气敏传感器的工作原理，并举例说明其用途。

2.温度补偿法有哪些，各自有哪些优点？

【项目小结】

湿敏电阻传感器是利用材料的电气性能或机械性能随湿度而变化的原理制成的。它能把湿度的变化转化成电阻的变化，其传感元件是湿敏电阻。湿敏电阻传感器的应用非常广泛，例如，大规模集成电路生产车间，当其相对湿度低于30%RH时，容易产生静电而影响生产；一些粉尘大的车间，当湿度小而产生静电时，容易产生爆炸；许多储物仓库（如存放烟草、茶叶和中药材等）在湿度超过某一程度时，物品易发生变质或霉变现象；居室的湿度希望适中；而纺织厂要求车间的湿度保持在60%RH～75%RH；在农业生产中的温室育苗、食用菌培养、水果保鲜等都需要对湿度进行检测和控制。

气敏传感器，是利用半导体气敏元件同被测气体接触后，造成半导体性质的变化，以此来检测待定气体的成分或浓度的传感器的总称。实际测量时，可用气敏传感器把各种气体的成分或浓度等参数转换成电阻、电压或电流的变化量，并通过相应测量电路在终端仪器上显示。它的传感元件是气敏电阻，这是一种用金属氧化物（如氧化锡SnO2、氧化锌ZnO或Fe2O3等）的粉末材料并添加小量催化剂及添加剂，按一定配比烧结而成的半导体器件。气敏传感器可测量还原性气体和测量氧气浓度的两大类，例如，石油蒸汽、酒精蒸汽、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。