HS1101LF
Universidade Federal do Paraná
Departamento de Eng. Elétrica
Disciplina de Instrumentação Eletrônica – TE149
Prof. Eduardo Parente Ribeiro
Trabalho Sobre o Sensor de Umidade Relativa do Ar: HS1101LF
Gustavo Moura Ferreira da Silva
1 Introdução
Um sistema de medição consiste em um conjunto de componentes com a função de registrar valores de determinada grandeza física. O transdutor, ou sensor, faz parte deste conjunto. Este é um dispositivo que converte uma grandeza em um sinal elétrico proporcional, que assim poderá ser processado e lido.
O HS1101LF é um transdutor passivo, precisa de uma alimentação externa, cuja função é medir a umidade relativa do ar. Consiste em uma célula capacitiva com uma entrada lateral de ar. Seu princípio de funcionamento consiste na ação da umidade do ar variando as propriedades do dielétrico do capacitor, e assim variando a capacitância do componente.
Foto do dispositivo.
É um modelo muito comum que é disponibilizado por diversos fabricantes, o modelo analisado é fabricado pela Measurement Specialties, Inc. com sede em Hampton nos Estados Unidos.
2 Especificações
A faixa de medição vai de 0 % até 100 % de RH, sigla para umidade relativa em inglês, sendo que o valor máximo medido é dependente da temperatura, como mostrado no gráfico 1.
Gráfico 1. Valor de % RH máximo medido dependente da temperatura. 2
Segundo o fabricante o dispositivo suporta uma faixa de -60 a 140ºC, porém como visto a partir dos 80ºC o circuito de medição já deveria ser calibrado.
O dispositivo apresenta uma incerteza de 2% para mais ou para menos, dentro da faixa de 10 a 90 % RH, por isso é um instrumento muito preciso, pois dentro desta faixa de temperatura o coeficiente de variação térmica é muito baixo. O sensor apresenta um tempo de resposta muito rápido, ele detecta uma variação de 33 para 80% RH em no máximo 5 segundos, também o tempo de recuperação após um longo período saturado em altos níveis de umidade relativa é baixo, em no máximo 10 segundos ele atinge o valor correto após ficar 150 horas saturado. Estes e outros dados podem ser comprovados na tabela 1, retirada das especificações do fabricante.
Tabela 1. Características a 25ºC. 2
Para a medição encontra-se abaixo uma tabela com os valores da capacitância para diversos níveis de %RH.
Tabela 2. Valores da capacitância em função da %RH. 2
A respeito do preço do produto, encontrou-se em revendas americanas valores que variam de 11 até 13 dólares a caixa com 48 unidades do transdutor, podendo chegar a 6 dólares a mesma caixa se comprado em grande quantidade.
O fabricante disponibiliza duas sugestões de circuitos para que o sinal de saída do transdutor não seja na forma de uma capacitância mais sim em forma de tensão variável como na figura 1, ou na forma de uma variação de freqüência, figura 2. As duas figuras são mostradas abaixo.
Figura 1. Tensão de saída proporcional. 2
Figura 2. Circuito com freqüência de saída. 2
3 Aplicações
Uma vasta gama de aplicações pode ser desenvolvida, a mais comum seria para um ambiente industrial ou para uma estação metereológica de pequeno ou grande porte, ou qualquer lugar em que a determinação da umidade relativa tenha alguma importância.
4 Conclusão
A respeito do transdutor apresentado observou-se que este apresenta uma boa exatidão e precisão para com os valores medidos quando operado dentro dos seu limites de temperatura.. É um elemento simples o que torna fácil de ser utilizado e resulta em um bom custo benefício quando analisado junto a sua exatidão para a medição da umidade relativa do ar.
Referências
1 A. D. HELFRICK, W. D. COOPER. Instrumentação Eletrônica Moderna e Técnicas de Medição. 1.ed. Rio de Janeiro, RJ: Editora Prentice Hall do Brasil, 1994.
2 MEASUREMENT ESPECIALTIES, INC. Datasheet do Componente. Disponível em:<http://www.meas-spec.com/myMeas/MEAS_download/datasheet/pdf/humidity/HS1101LF.pdf>. Acesso em: 09 ago. 2008.