1. 晶體濕度傳感器結構與原理

晶體本身是壓電材料，依切面的不同有不同的振動頻率系數，亦即所謂頻率常數（ frequency constant，Hz-m）。由頻率常數的關系可知同一切面，不同厚度的水芯片，將有不同的振蕩頻率。且當水芯片存在空氣中時，它會吸附空氣中之水吩，使其外觀密度增加，而使振蕩頻率改變，此即為晶體振蕩濕度傳感器的工作原理。圖1為石英晶體振蕩濕度傳感器的基本結構，除了外圍多加一層用來吸收水份的聚酰胺樹脂吸濕膜之外，其余均與一般晶體振蕩器相似。AT cut，100MHz程度的晶體振蕩子表面上被覆樹脂膜(厚1~2μm)

圖1 水晶振蕩式濕度傳感器的結構模式圖

2. 晶體濕度傳感器特性

設有一厚度為t，切面的頻率常數為N，及密度為ρ的水芯片，因水蒸氣使其外觀密度ρ產生變化，設為△ρ，則其共振頻率變化

△f 可表成下式

由此式可知因濕度增加而使ρ增大△ρ，而共振頻率將由f 減少△f，圖2即為振蕩頻率與相對濕度的關系。此類傳感器適用于溫度為0~50℃，濕度為0~100%RH的范圍，其測定精密度在±5％以內，其使用之頻率通常在常在10MHz。



 

         圖2 振蕩頻率與相對濕度的關系