SENSOR KELEMBABAN ( HUMIDITY AND MOISTURE SENSOR )

Jenis – jenis sensor kelembaban (humidity sensor) :

1. Capacitive Sensors
2. Electrical Conductivity Sensors
3. Thermal Conductivity Sensors
4. Optical Hygrometer
5. Oscillating Hygrometer

1. Capacitive Sensors (Sensor Kapasitif) 

Sebuah kapasitor air-filled/terisi-udara dibuat sebagai suatu sensor kelembaban relative karena uap dalam atmosfer merubah permivitas elektrik udara menurut persamaam di bawah ini:

Dimana :
T  =  ketentuan suhu (dalam K)                  
P  =  adalah tekanan udara basah (dalam mHg)                 
Ps =  adalah tekanan saturasi uap air ditemperatur T  (dalam mHg)                 
H =  adalah kelembaban relative (dalam %)

Rumus tersebut menunjukan konstanta dielektrik dari udara basah, dan untuk itu kapasitansi adalah sebanding dengan kelembaban relative.
Jarak atau ruang antara plat kapasitor dapat diisi dengan suatu isolator yang tepat yang memiliki konstanta dielektrik yang berubah secara signifikan suatu waktu tergantung kelembaban. Sensor kapasitif dapat dibentuk dari film polimer hygroscopic dengan lapisan metal elektroda pada bagian yang berlawanan. Kapasitansi suatu sensor kira-kira proporsional/sebanding dengan kelembaban relative H
---

Dimana Co adalah kapasitansinya pada H = 0
---

Pada gambar 13.3 menunjukkan sebuah block diagram system pengukuran kapasitif, dimana konstanta dielektrik dari contoh/sample material tersebut merubah frekuensi osilator.
Metode tersebut memiliki beberapa keterbatasan ; sebagai contohnya,keakuratannya kurang ketika pengukuran kelembaban dibawah 0,5%, material yang dijadikan contoh tersebut harus bersih dari parikel asing yang memiliki konstanta dielektrik relative yang tinggi (contohnya: benda metal dan plastic), dan suatu penentuan contoh pengukuran harus dipertahankan.
---

Sebuah sensor kelembaban film tipis dapat terbuat padasebuah substrat silicon. Sebuah lapisan dari SiO2 3000 Å thick ditempatkan pada suatu substrat n-Si (gbr. 13.4 B) Dua metal elektroda ditempatkan pada lapisan SiO2 tersebut
Metal-metal tersebut terbuat dari aluminium, chromium, atau phosphor yang didoping polysilikon (LPCVD)2.
Kerapatan elektroda berkisar 2000-5000 Å. Elektroda tersebut terbentuk dalam pola integritas yang ditunjukkan pada gbr.13.4 A.
Sensor yang paling baik dilapisi dengan sebuah lapisan dielektrik. Untuk lapisan ini, beberapa material dapat digunakan seperti vapor deposited SiO2 atau phosphorosilicate glass (CVDPSG).Kerapatan dari lapisan berkisar antara 30-4000 Å.

2. Electrical Conductivity Sensors (Sensor Konduktivitas Elektrik)

  Resistansi dari banyak konduktor nonmetal secara umum tergantung pada kandungan air konduktor tersebut, yang merupakan suatu dasar dari sensor kelembaban resistif atau hygrostator
---

 Sensor tersebut berisi suatu material yang secara relative resistivitasnya rendah yang berubah secara signifikan dibawah perubahan kondisi kelembaban.
Contoh lainnya dari sensor kelembaban konduktivitas adalah disebut dengan “Pope  element”, yang terdiri dari polystyrene yang dilakukan/diperlakukan dengan asam sulfur untuk  memperoleh karakteristik surface-resistivitas yang  diinginkan.
Material lainnya yang menjanjikan untuk pembuatansuatu film dalam sensor konduktivitas  adalah solidpolyelectrolytes karena konduktivita  elektrik dari bahan itu bervariasi/berubah  terhadap kelembaban.

Sensor kelembaban solid-state dapat dibuat dengan substrat silicon  (gbr. 13.7 A) Silikon tersebut harus berkonduktansi tinggi, yang menyediakan  garis edar elektrik dari elektroda aluminium hampa udara/vacuum  yang ditempatkan pada permukaan sensor.
Suatu lapisan oksida yang dibentuk pada bagian atas lapisan  aluminium konduktiv, dan pada bagian atas itu, alektroda lainnya dibentuk. Lapisan aluminium tersebut dianodized dalam suatu cara untuk membentuk permukaan oksida berpori.
Elektroda bagian paling atas/diatasnya terbuat dari suatu bentuk emas berpori yang dapat ditembus gas, dan diwaktu yang sama dapat menyediakan kontak elektric.
Oksida aluminium (Al2O3), seperti banyak material-material  lainnya, yang dengan siap mengabsorbsi air ketika terkontak/terhubung dengan campuran gas yang mengandung air dalam keadaan beruap air.




 3. Thermal Conductivity Sensors (Sensor Konduktivitas Thermal)
 Penggunaan konduktivitas thermal dari gas untuk  mengukur kelembapan dapat di ukur oleh sebuah  sensor thermistor / dasar (gambar 13.8 a).Dua thermistor kecil (Rt1 dan Rt2) didukung dengan  kawat-kawat tipis untuk memperkecil rugi konduktivitas thermal. Thermistor pada sebelah kiri dibuka agar gas yang  berada di luar masuk melalui lubang, dan thermistor sebelah kanan tertutup dengan rapat dalam udara kering. Thermistor tersebut memperkuat / menghasilkan self- heating pada penerimaan arus rangkaian.

Awalnya, jembatan diseimbangi dalam udara kering untuk menentukan suatu nilai referensi nol. Keluaran dari sensor ini bertambah secara berangsur-angsur seperti kenaikan kelembapan absolute dari nol.




 4. OPTICAL HYGROMETER
---

5. OSCILLATING HYGROMETER

download file ppt artikel ini :

Sensor Kelembaban (humidity).ppt

referensi:
Ciputra, Ahmad. 2009. Sensor Kelembaban
Fraden, Jacob. 2003. Modern Sensor. San Diego: Advance Monitor Corporation