为了实现相对湿度高灵敏、快速、准确的检测，本文提出了一种基于壳聚糖/聚乙烯醇/纳米碳粉复合物涂敷的光纤布拉格光栅湿度传感器。建立了传感器检测相对湿度的理论模型。实验研究了湿度敏感（简称湿敏）膜成分与厚度、温度及光辐射对传感器性能的影响。研究表明，当壳聚糖与聚乙烯醇中纳米碳粉掺杂的质量分数为10%、湿敏膜厚度为185 μm时，相对湿度在20%RH~90%RH（相对湿度单位）范围内传感器灵敏度达到57.7 pm/（%RH），响应时间为420 s，恢复时间为540 s。将传感器封装在黑色聚四氟乙烯毛细管内，且通过引入温度补偿光纤布拉格光栅（FBG-T）的方法对温度进行解耦后，在温度为5~65 ℃、光辐射波长为220~1200 nm、光辐射强度为50 mW/cm²时，传感器测量结果可免疫温度和光辐射的影响，测量结果准确性高、重复性好，且最大相对误差小于5.8%。

本文提出一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的光纤光栅温湿度传感器, 以光纤布拉格光栅(FBG)作为温敏器件, 并在光纤包层外镀40 nm厚的银纳米薄膜, 以聚乙烯醇(PVA)作为湿敏薄膜, 通过观测共振峰的偏移以及光纤光栅中心反射波长的偏移来实现对周围环境温湿度变化的监测。实验结果表明, 该传感器在温度20℃～70℃范围内, 灵敏度达到0.020 3nm/℃; 在相对湿度30%RH～80%RH范围内, 平均灵敏度达到-0.99nm/%RH。该传感器稳定性好, 交叉敏感性弱, 可在多场景中广泛应用。

提出一种太赫兹（THz）超构材料的湿度传感器，可用于测量4%~76.1%范围内的空气湿度。该湿度传感器由周期排列的哑铃型不锈钢孔构成，其工作波段位于太赫兹波段。仿真结果表明，该传感器具有较高的折射率灵敏度。为进一步提高对湿度的灵敏度，还选择对水分子较敏感的丝素蛋白作为湿敏材料，将其涂覆于传感器表面。研究表明，该传感器的湿度灵敏度仿真和实验结果分别为0.20 GHz/%和0.11 GHz/%，高于已有报道的一些超构材料湿度传感器。

本文提出了一种基于表面等离子体共振（SPR）效应的温湿度传感器，利用包层腐蚀将纤芯光耦合进包层，并在光纤外侧涂覆二甲基硅氧烷（PDMS）和聚乙烯醇（PVA），以实现环境温度和相对湿度双参量测量。实验结果表明：所提出的传感器具有良好的温湿度响应特性，在20~70 ℃温度范围内的平均灵敏度达到-2.01 nm/℃，在30%~78%相对湿度范围内的平均灵敏度达到-4.36 nm/%。该传感器具有灵敏度高、稳定性好、交叉敏感性低等优点，可以广泛应用于温湿度传感领域。

由于传统的湿度传感器测量湿度的准确性和稳定性易受环境影响, 提出一种基于光学游标效应增敏的光纤湿度传感器, 通过在单模光纤的尾端依次熔接一小段空芯毛细管和单模光纤, 获得2个级联的光学法布里-珀罗(F-P)干涉仪, 调整腔长使二者干涉谱的自由光谱范围接近, 从而通过光学游标效应获取更高的湿度灵敏度, 对湿度的响应由涂覆在光纤传感头端面的聚乙烯醇凝胶薄膜实现。实验结果表明: 在相对湿度(RH)变化范围为40%~65%时, 基于光学游标效应增敏的传感器比单F-P型光纤传感器的湿度灵敏度高了4.05倍。

提出了一种以聚酰亚胺（PI）为湿敏材料的FBG湿度传感器。首先，在PI毛细管内灌注PI溶液，以在光纤布拉格光栅（FBG）表面实现均匀涂膜。然后，用偶联剂增强湿敏材料和光栅之间的粘结。最后，制作了三组不同厚度和长度的湿度传感器，测试了其湿度传感特性和温度交叉敏感特性。实验结果表明，PI薄膜越厚，湿度传感器的拟合度越低，灵敏度越高，薄膜厚度为0.13 mm的FBG湿度传感器灵敏度为5.5 pm/%RH、量程为30%RH~98%RH、拟合度为0.99、非线性误差为2%，具有良好的可操作性、推广性和适用性。

激光直写是一种高效、可规模化制备柔性电子器件的技术。本文采用激光直写技术在具有良好介电性能的聚酰亚胺薄膜上制备了一种可用于应变传感和湿度传感的柔性环形天线传感器。利用激光碳化聚酰亚胺获得的材料表面呈现多孔及堆叠片层碳结构，当施加于天线上的应变和环境湿度改变时，天线的谐振频率会发生规律变化，进而实现应变和湿度感知。制备的环形天线传感器的应变响应灵敏度为?8.943 kHz/με，湿度响应灵敏度为?6.45 MHz/RH%。采用激光直写技术制备的天线传感器可以广泛应用于结构健康监测等领域。

为了提高塑料光纤湿度传感器的灵敏度, 该文利用商用塑料光纤、聚砜、二氧化锗(GeO2)和聚酰亚胺构建了一种新型结构的塑料光纤湿度传感器。首先将长度为0.5 m的商用塑料光纤中心部分(长5 cm)包层去除, 并弯曲成U形(弯曲半径为2 cm), 再将聚砜与GeO2的混合物涂覆在商用光纤纤芯表面, 然后将涂覆聚砜与GeO2的塑料光纤在70 ℃下干燥10 h, 最后涂覆上聚酰亚胺湿敏材料, 在60 ℃下干燥后形成塑料光纤湿度传感器。实验研究了不同涂覆对塑料光纤传感器光传输特性及其灵敏度的影响, 实验结果表明, 在温度40 ℃、相对湿度10%RH~80%RH下, 当塑料光纤纤芯直径为900 μm、聚砜与GeO2涂覆层厚200 μm、聚酰亚胺湿敏膜厚 20 μm时, 传感器对湿度的响应灵敏度可达到-0.9 nW/(1%RH), 是将20 μm聚酰亚胺湿敏材料涂覆在1 500 μm塑料光纤纤芯表面响应灵敏度的6.9倍。

呼吸率检测中存在主观因素强、信号提取复杂、设备不易获取和有线连接不方便测试者移动等问题。人体呼吸周期为3 s?6 s，呼吸气流是呼吸动作的最直接反应，与周围空气存在湿度差。本文采用研制的新型无机卤化物钙钛矿湿度传感器测量呼吸率，克服了市面上湿度传感器响应和恢复时间长(10 s以上)的问题。系统使用Zigbee无线通信传输检测信号，使信号检测和处理部分分离，方便测试者移动。使用上位机软件进行数据处理计算呼吸率，并根据呼吸暂停阈值判断呼吸状态。测试结果表明，系统可实时准确监测呼吸率，最大误差1次/分钟，具有准确率高、信号处理简单、便携和成本低的优势。