高分子薄膜湿敏电容由芬兰vaisala公司最先开发的,英语上称为“Humicap”.其结构如图1所示,传感部分完全平铺在一片玻璃基底上,首先在基底上真空喷涂一层金膜作为电容器的一个基本电极,然后在基片电极上均匀喷涂0.5~1um厚的吸湿材料醋酸纤维素.最后在吸湿材料上真空喷镀上表面电极,表面电极的厚度为0.02 um,保证水汽分子能通过表面电极渗透进人吸湿层,由于表面电极的厚度太薄,因而无法进行任何引线的焊接,基本电极实质上是由两块相互分离的金属膜组成,并分别引出焊接线,它们分别对表面电极形成两个电容C1和C2,因而从基底引线测量其电容量,实际上为C1和C2的串联值,元件在相对湿度为零时,其总电容量约为40 PF,相对湿度达到100%时其电容量可增加30%-35%。
电容湿度表的传感器是同样是以有机高分子膜作介质的一种电容器。湿敏电容器的上电极是一层多孔金膜,能透过水汽;下电极为一对刀状或梳状电极,引线由下电极引出。基板是玻璃。整个感应器是由两个小电容器串联组成。传感器置于大气中,当大气中水汽透过上电极进人介电层,介电层吸收水汽后,介电系数发生变化,导致电容器电容量发生变化。电容量的变化正比于相对湿度。湿敏电容传感器应安装在百叶箱内,传感器的中心点离地面1.5 m。在某些自动气象站中,铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体。
影响湿敏电容滞后系数最主要的因素是电容表面金属镀层的工艺特性,最初的工艺是在真空喷镀设备中镀成连续性的薄金属膜,这种工艺所制作的元件具有相当大的滞后系数.后来采用了真空镀铬,并使镀层产生适当裂纹的工艺,现今所使用的工艺是喷镀成网孔状的金属膜工艺,一般来说,滞后系数的大小与水汽渗透路径成正比,渗透路径大致等于不能渗透水汽的金属膜聚合区的半宽度L加上可渗透水汽的金属膜裂纹或空隙附近金属膜的厚度l,因而多孔性金属膜的L和l值均能达到微米的数量级,实践还证明,多孔性金属膜的附着强度以及防腐蚀能力均优于前两种工艺技术。