當(dāng)前，由于濕度傳感器在家用電器、食品、醫(yī)藥、工及農(nóng)業(yè)等各方面的應(yīng)用越來越廣泛，因此對濕度傳感器的要求也越來越高。概括起來有下幾點(diǎn)：

①高可靠性和長壽命；

②用于各種有腐蝕性氣體（如Cl2、SO2等）的場合時(shí)，傳感器的特性不變；

③ 用于多種污染環(huán)境，如存在油、煙等環(huán)境時(shí)，其特性不漂移；

④傳感器特性的溫度穩(wěn)定性好；

⑤能用于寬的濕度范圍。如1%~100%RH和溫度范圍，如1~100℃;

⑥在全濕度量程內(nèi)，傳感器的變化要易于測量，如電阻在10~10的7次方Ω范圍內(nèi)變化，或電容在10~10的5次方pF范圍內(nèi)變化；

⑦便于生產(chǎn)，價(jià)格便宜；

⑧有好的互換性。

綜上所述可知，濕敏陶瓷是滿足這些性能要求的最好材料。

1.濕敏陶瓷材料

目前，研究和生產(chǎn)的濕敏陶瓷材料種類繁多，化學(xué)組成復(fù)雜，涉及一至六價(jià)多種金屬氧化物和一元至多元系統(tǒng)。按其感濕特性大體可分為電阻型、電容型和阻抗型。按制造工藝又可分為涂覆膜型、燒結(jié)體型、厚膜型和薄膜型。本節(jié)簡單介紹幾種有代表性的瓷料。

（1) 電阻型濕敏陶瓷材料

這是一類研究最多、應(yīng)用最廣的濕敏陶瓷材料，典型的瓷料是MgCr2O4系統(tǒng)，其主要晶相是MgCr2O4。TiO2 作為摻雜改性成分，主要特性有以下幾個(gè)。

①多孔結(jié)構(gòu)

MgCr2O4-TiO2 二元系在高溫下有良好的力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)。MgCr2O4有較高的耐火度，Cr在高溫下容易揮發(fā)，因此，含Cr量高的金屬氧化物很難燒結(jié)成高密度，燒結(jié)體是一種典型的多孔結(jié)構(gòu)。樣品的體積密度占理論密度的百分?jǐn)?shù)隨TiO2 的添加量略有增加。同時(shí)，晶粒尺寸和氣孔大小也隨TiO2加入量的增加而增大，比表面積隨TiO2加入量的增加而減小。晶粒之間以頸狀部分相聯(lián)結(jié)。氣孔呈開口毛細(xì)管狀，因此，它很容易吸附水蒸氣，并凝結(jié)在毛細(xì)管中。這種多孔結(jié)構(gòu)能有效地阻止熱沖擊引起的開裂，因此，它能反復(fù)地進(jìn)行熱清洗而不破壞。

②半導(dǎo)體性

在高溫下Cr是以原子狀態(tài)揮發(fā)，造成MgCr2O4中氧過剩，并提供大量受主能級(jí)，表現(xiàn)為p型半導(dǎo)體性。電阻率隨溫度的升高而下降，具有負(fù)溫度系數(shù)（NTC) 特性，并影響這種材料的濕度溫度系數(shù)。

③濕敏特性

材料對吸附水非常靈敏，并有穩(wěn)定的函數(shù)關(guān)系。由函數(shù)關(guān)系可確定濕度測量范圍、正常狀態(tài)下的電阻值（如50%RH時(shí)的阻值）、全濕度量程下的阻值范圍及感濕靈敏度等重要參數(shù)。

④響應(yīng)速度

MgCr2O4-TiO2 濕敏陶瓷的吸脫濕響應(yīng)時(shí)間，可見，30s 已達(dá)到完全穩(wěn)定。

⑤滯后曲線

MgCr2O4-TiO2 材料的升濕和降濕曲線，兩者幾乎重合，滯后很小，在±0.5%RH以內(nèi)。

⑥頻率特性

電源頻率對該材料濕度－電阻關(guān)系——在10的4次方Hz以下影響很小。

⑦壽命

在各種嚴(yán)酷條件下的壽命實(shí)驗(yàn)表明材料的壽命特性很好，性能可靠。

⑧濕度溫度系數(shù)

MgCr2O4-TiO2 材料在20~80℃范圍內(nèi)溫度對電阻－溫度曲線的影響。在60%RH下的溫度系數(shù)約為3. 8%RH/℃。

⑨ 電壓特性

測試電壓在5V以下時(shí)，其特性幾乎與電壓無關(guān)。施加電壓大于5V時(shí)，在高濕度情況下受焦耳熱的影響。

在 MgCr2O4-TiO2 系統(tǒng)的TiO2 的含量變動(dòng)在很寬的范圍內(nèi)［ (1~30) mol%] , 濕敏性都較好。