近年来，国内外在温湿度传感器研发领域取得了长足进步。温湿度传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参△数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度/温度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。
1 湿敏元件的特性
湿敏元件是蕞简单的温湿度传感器。湿敏元件主要电阻式、电容式╲两大类。
1.1 湿敏电阻
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空◎气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和↓电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化特湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品︾的互换性差。
1.2 湿敏电容
湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤↓维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对卐湿度成正比。湿敏电容的主要优点是灵敏度高※、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后々量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏①电容的主厂家有Humirel公司、Philips公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的SH1100型╳湿敏电容为例，其测量范围是(1%～99%)RH，在55%RH时的电◤容量为180pF(典型值)。当相对湿■度从0变化到100%时，电容量的变化范围是163pF～202pF。温度系数为0.04pF/℃，湿度滞后量为±1.5%，响应时间为5s。
除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型①湿敏元件△(利用感湿膜重量的变化来改变振荡♀频率)、光强型湿敏元件、声表面波ㄨ湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，温湿度传感器原理元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。
2 集成温湿度传感器的性能特点及产品分类
目前，国外生产集成温湿度传感器的主要←厂家及典型产品分别为Honeywell公司(HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型)，Humirel公司(HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型)，Sensiron公司(SHT11、SHT15型)。这些产品可分成以下三种类型：
2.1 线性电压输出式集成温湿度传感器
典型产品有HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈【比例关系的伏特级电压信号※，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。
2.2 线性频率输出集成温湿度传感→器
典型产品为HF3223型。它采用模块式结构，属于频率输出式集成温湿度传感器，在55%RH时的输出频率为8750Hz(型值)，当上对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。这种传感器具有↓线性度好、抗干扰能力强〗、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。
2.3 频率/温度输出式集成温湿度传感器
典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用√负温度系数(NTC)热敏电阻作为温度〖传感器。当环境温度变化时，其电阻值也相应『改变并且从NTC端引出，配上二次仪表即可测量出温度值。
3 单片智能化温度/温度传感器
芯片内部包含相对温湿度传感器、温度传感器、放大器、14位A/D转换器、校准存储器(E2PROM)、易失存储器(RAM)是、状态◥寄存器、循环冗余校验码(CRC)寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器及低电压检测电路。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生∩相对湿度、温度的信号，然后经过放■大，分别送至A/D转换□器进行模/数转换、校准和纠错，蕞后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送∮至μC。鉴于SHT11/15输出的相对湿度读数值与被测相对湿度呈非线性关系，为获得相对湿度的准确数据，必须利用μC对读数值进行非线性补偿。此外☆当环境温度TA≠ 25℃时，还需要对相对温湿度传感器进行温度补偿。
芯片内部有一个加ㄨ热器。将状态寄■存器的第2位置“1”时该加热器接通电源，可使传感器的【温度大约升高5℃，电源电流亦增加8mA(采用 5V电源)。使用加热器可实现以下三种功能：①通过比较加热前后测出的相对湿度值及温度值，可确定传感器♂是否正常工作;②在潮湿环境下使用加热器，可避免传感器凝露;③测量露点时也需◥要使用加热器。
4 集成温湿度传感器典型产品的技术指标
集成温湿度传感器典型产品的主要标详见表1。由表可见，集成温湿◤度传感器的测量范围一般可达到0～100%。但有的厂家为保证精度指标而将测量范围限制为10%～95%。设计 3.3V低压供电的湿度/温度测试系统时，可选用SHT11、SHT15传感器。这种传感器在测⊙量阶段的工作电流为550μA，平均工作电流为28μA(12位)或2μA(8位)。上电时默认为休眠模式(Sleep Mode)，电源电流仅为0.3μA(典型值)。测量完毕只要没有新的命令，就自动返回休眠模式，能使芯片功耗降至蕞低。此外，它们〗还具有低电压检测功能。当电源『电压低于 2.45V±0.1V时，状态寄存器的第6位立即更新，使芯』片不工作，从而起到了保护作用。
以上便是温湿度传感器原理的介ㄨ绍，温湿度传感器的应用使得工业上许多工作都变得十分方便，相信温湿度传感器的应用将会越来越广泛。
