濕度傳感器的測量電路

濕度傳感器的測量電路濕度傳感器的測量電路
（一）檢測電路的選擇
       1、電源選擇
       一切電阻式濕度傳感器都必須使用交流電源，否則性能會劣化甚至失效。

       電解質(zhì)濕度傳感器的電導(dǎo)是靠離子的移動實(shí)現(xiàn)的，在直流電源作用下，正、負(fù)離子必然向電源兩極運(yùn)動，產(chǎn)生電解作用，使感濕層變薄甚至被破壞；在交流電源作用下，正負(fù)離子往返運(yùn)動，不會產(chǎn)生電解作用，感濕膜不會被破壞。

       交流電源的頻率選擇是，在不產(chǎn)生正、負(fù)離子定向積累情況下盡可能低一些。在高頻情況下，測試引線的容抗明顯下降，會把濕敏電阻短路。另外，濕敏膜在高頻下也會產(chǎn)生集膚效應(yīng)，阻值發(fā)生變化，影響到測濕靈敏度和準(zhǔn)確性。
       2．溫度補(bǔ)償
       濕度傳感器具有正或負(fù)的溫度系數(shù)，其溫度系數(shù)大小不一，工作溫區(qū)有寬有窄。所以要考慮溫度補(bǔ)償問題。

       對于半導(dǎo)體陶瓷傳感器，其電阻與溫度的的關(guān)系一般為指數(shù)函數(shù)關(guān)系，通常其溫度關(guān)系屬于NTC型，即
      
       H：相對濕度； T：絕對溫度；
       R0：在T=0℃相對濕度H=0時的阻值；
       A：濕度常數(shù)；B：溫度常數(shù)。
       溫度系數(shù)＝      濕度系數(shù)＝
       濕度溫度系數(shù)＝
       若傳感器的濕度溫度系數(shù)為0.07％RH/℃，工作溫度差為30℃，測量誤差為0.21％RH/℃，則不必考慮溫度補(bǔ)償；若濕度溫度系數(shù)為0.4％RH/℃，則引起12％RH/℃的誤差,必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
       3．線性化
       濕度傳感器的感濕特征量與相對濕度之間的關(guān)系不是線性的，這給濕度的測量、控制和補(bǔ)償帶來了困難。需要通過一種變換使感濕特征量與相對濕度之間的關(guān)系線性化。下圖為濕度傳感器測量電路原理框圖。
            
                                             濕度傳感器測量電路原理框圖

       （二）典型電路

       電阻式濕度傳感器，其測量電路主要有兩種形式:
       1．電橋電路
       振蕩器對電路提供交流電源。電橋的一臂為濕度傳感器，由于濕度變化使?jié)穸葌鞲衅鞯淖柚蛋l(fā)生變化，于是電橋失去平衡，產(chǎn)生信號輸出，放大器可把不平衡信號加以放大，整流器將交流信號變成直流信號，由直流毫安表顯示。振蕩器和放大器都由9V直流電源供給。電橋法適合于氯化鋰濕度傳感器。

                    

      
                                                             便攜式濕度計(jì)的實(shí)際電路
       2．歐姆定律電路
       此電路適用于可以流經(jīng)較大電流的陶瓷濕度傳感器。由于測濕電路可以獲得較強(qiáng)信號，故可以省去電橋和放大器，可以用市電作為電源，只要用降壓變壓器即可。其電路圖如圖。
                        

       3．帶溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y量電路
       在實(shí)際應(yīng)用中，需要同時考慮對濕度傳感器進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償，常常采用運(yùn)算放大器構(gòu)成濕度測量電路。下圖為濕度測量電路中Rt是熱敏電阻器(20kΩ，B=4100K)；RH為H204C濕度傳感器，運(yùn)算放大器型號為LM2904。該電路的濕度電壓特性及溫度特性表明：在(30％～90％)RH、15℃～35℃范圍內(nèi)，輸出電壓表示的濕度誤差不超過3％RH。


[ 本帖最后由 OUYANGGANG 于 2008-11-20 23:15 編輯 ]