濕度變送器信號調理電路的設計

摘要：利用薄膜電容濕度傳感器設計了濕度變送器，濕度變送器以濕敏元件為核心，利用或非門電路或者555電路構成檢測電路，利用運算放大器OP295和BD237構成輸出電路，實現4—20 mA電流輸出。利用RCV420構成輸出電路，實現0～5 V電壓輸出。利用鹽飽和溶液標定法對濕度變送器進行標定，制出精度達±2％的濕度變送器．經過實際應用證明，其硬件結構簡單，成本低，具有較好的測量精度，適于日常生
活和工業過程控制．

濕度的測量和控制廣泛地應用在我們的日常生活和工業過程當中，由于薄膜電容濕度變送器體積小，成本低，使用簡單、方便，反應快，測量范圍寬，且具有長期抵抗薄膜表面冷凝水和空氣中一些其他污染物干擾的特性，因此越來越受到重視，大有取代電阻濕度傳感器的趨勢，目前常見的電容傳感器，可分為兩類．一類是只有感濕元件；另一類是配制了將濕敏信號轉換成電壓信號的電路（濕敏模塊）．本文介紹如何利用這兩類濕度電容傳感器制成變送器．

1 濕度檢測電路

1.1 利用或非門構造的濕度檢測電路

  利用電容測量濕度，必須把由濕度變化引起的電容變化轉換成電壓的變化，如果需要再將電壓的變化轉換成電流或其他的變化，就要用或非門組成的交流信號源，如圖1所示．信號的振蕩周期為：T=2RCln2=1.4Rc。

  濕度傳感器的零點電容較大，靈敏度較小，從0％RH到1oo％RH，其變化量不超過30～5O PF．圖l所示的電路可以將零點電容消除掉．由圖l可知：D=A+B=A+A+C=A·（A+C）A·C．D點的波形圖如圖2所示．由圖2可知，通過調整c的脈沖寬度，從而調整D的脈沖寬度，由此可以調整零點的脈沖寬度，經調制的電容變化信號，即濕度信號，由圖3所示電路，經過R4、c3濾波后，經Ic 放大可以得到隨濕度變化的直流電壓信號．圖3所示電路中的IC，可以采用OP295．

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