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湿度传感器的信号调节功能分析-方案运用

湿度是空气中水蒸气量的术语。相对湿度(RH)定义为在给定温度下水蒸气的分压(在空气和水蒸气的气体混合物中)与水的饱和蒸气压之比。因此,简单地说,RH是特定温度下空气中水蒸气的量,与在给定温度下空气能够保持而不会冷凝的最大水蒸气相比。它是天气预报中的一个重要指标,因为它是降水,露水或雾的可能性的指标。

的类型

湿度传感器通常是电容式或式。电容式具有比电阻式传感器更线性的响应(这些传感器几乎具有对数响应,但在低湿度下具有高灵敏度)。电容式传感器也可用于0至100%相对湿度的整个范围,其中电阻元件通常限制在约20%至90%的相对湿度。

电容式相对湿度传感器通常使用经过工业验证的热固性聚合物,三层电容结构,铂电极,除高温版本外,其中一些还具有片上硅集成电压输出信号调理功能。这些传感器工作在ΔC或电容随湿度变化。交流激励而不是用于防止极化。

电容式传感器信号调理

多电路架构可与电容式湿度传感器配合使用。在这些设计中,在印刷电路板的布局过程中必须格外小心。必须在布局中最小化任何杂散电容,因为任何增加的电容将充当与传感器的并联电容并产生测量误差。

建议对印刷电路板和元件进行仔细的保形涂层,以防止555定时器的FOUT出现意外偏差,特别是在高湿度条件下。

第一个也是最简单的是电容 - 频率转换电路。图1显示了使用HCH-1000系列的电路图,霍尼HCH-1000系列是一种基于聚合物的传感器,具有ΔC形状因子。

湿度传感器的信号调节功能分析

图1:使用简单555定时器的电容到频率转换电路。 (霍尼韦尔提供。)

HCH-1000是一个连接到THRES和G引脚的。 RV是一个可变电阻,可以补偿HCH-1000基本电容的输出频率。外部电容通过R1 +(Rv + R2)充电并通过(Rv + R2)放电。因此,如果占空比接近50%,则可以通过这两个电阻的比率精确地设置占空比。因此,频率与电源电压无关。该方法的精度小于±3.9%RH。

接下来,我们有一个电压输出电路,由两个555定时器产生,图2中的第一个定时器提供一个连续的定时脉冲来触发第二个定时器,它工作在脉冲宽度调制(PWM)模式。第二个定时器频率输出进入低通(LPF)和由双LM2904

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