Sensor de umidade capacitivo de óxido de alumínio anodizado

Abstract

O sensor foi desenvolvido no Laboratório de Instrumentação do Departamento de Física da Universidade Federal de Viçosa. Basicamente, consiste de um capacitor plano em forma de disco, contendo uma placa de alumínio e outra de delgado filme de ouro, obtido por deposição de evaporação a vácuo. O dielétrico é o óxido de alumínio formado por eletrodeposição sobre a própria placa de alumínio e por anodização, cujo eletrólito foi uma solução de H2SO4 a 10%, com densidade de corrente elétrica controlada. Para a realização dos testes utilizou-se uma câmara de controle de umidade, efetuando-se sucessivas medidas da umidade relativa do ar no interior da câmara do valor correspondente à capacitância do sensor. Os testes mostraram que a capacitância do sensor varia, exponencialmente, com a umidade relativa do ar. Embora a maioria dos sensores tenha apresentado resistência elétrica muito elevada, não tendo sido possível medi-los, verificou-se, por meio de um dos sensores, que a resistência elétrica é outra grandeza do sensor que também varia com a umidade relativa do ar, sendo a relação entre resistência do sensor e umidade relativa do ar uma função logarítmica. Verificou-se também que, apesar de a capacitância variar exponencialmente com a umidade e de a resistência variar loogaritmicamente com a umidade, pode-se obter uma grandeza derivada da frequência, que, por meio de um circuito oscilador adequado, varie linearmente com a umidade relativa do ar. Isto vem facilitar a utilização desse sensor na construção de um higrômetro. Mediante resultados obtidos, concluiu-se que o sensor que apresentou melhor desempenho foi aquele obtido com anodização, cuja densidade de corrente foi de 0,10 mA/cm² e tempo de anodização de 30 minutos.