1. 晶體濕度感測器結構與原理
晶體本身是壓電材料，依切面的不同有不同的振動頻率係數，亦即所謂頻率常數（ frequency constant，Hz-m）。由頻率常數的關係可知同一切面，不同厚度的水晶元，將有不同的振蕩頻率。且當水晶元存在空氣中時，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感測器的工作原理。圖1為石英晶體振蕩濕度感測器的基本結構，除了外圍多加一層用來吸收水份的聚醯胺樹脂吸濕膜之外，其餘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 水晶振蕩式濕度感測器的結構模式圖
2. 晶體濕度感測器特性
設有一厚度為t，切面的頻率常數為N，及密度為ρ的水晶元，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係。此類感測器適用於溫度為0~50℃，濕度為0~100%RH的範圍，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係
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