【正文】 ) 濕度測(cè)量方案的選擇現(xiàn)代濕度測(cè)量方案最主要的有兩種：干濕球測(cè)濕法，電子式濕度傳感器測(cè)濕法。干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，在實(shí)際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降等問(wèn)題。所以干濕球測(cè)濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場(chǎng)合使用。電子式濕度傳感器的特點(diǎn)：而電子式濕度傳感器是近幾十年，特別是近20年才迅速發(fā)展起來(lái)的。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)逐一標(biāo)定，電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到2％一3％RH。在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時(shí)間一長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降，濕度傳感器年漂移量一般都在177。2%左右，甚至更高。一般情況下，生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定。電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷，一般說(shuō)來(lái)，電子式濕度傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命不如干濕球濕度傳感器。濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對(duì)使用的環(huán)境溫度有要求，超過(guò)其規(guī)定的使用溫度將對(duì)傳感器造成損壞。所以電子式濕度傳感器測(cè)濕法更適合于在潔凈及常溫的場(chǎng)合使用。 選擇濕度傳感器注意的問(wèn)題(1) 選擇測(cè)量范圍和測(cè)量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測(cè)量范圍。除了氣象、科研部門(mén)外，搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程(0100％RH)測(cè)量。 (2) 選擇測(cè)量精度測(cè)量精度是濕度傳感器最重要的指標(biāo)，每提高個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)濕度傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺(tái)階，甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響。眾所周知，相對(duì)濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著指定空間內(nèi)的相對(duì)濕度?！?。％RH的濕度變化(誤差)。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫，則提出過(guò)高的測(cè)濕精度是不合適的。多數(shù)情況下，如果沒(méi)有精確的控溫手段，或者被測(cè)空間是非密封的，177。5％RH的精度就足夠了。對(duì)于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間，或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場(chǎng)合，再選用177。3％RH以上精度的濕度傳感器。而精度高于177。2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x表，即使在2025℃下，要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃177。10℃)和潔凈的氣體中測(cè)量的。(3) 考慮時(shí)漂和溫漂在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時(shí)間一長(zhǎng)，電子式濕度傳器會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳器年漂移量一般都在177。2%左右，甚至更高。(4) 其它注意事項(xiàng)濕度傳感器是非密封性的，為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大，就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高，否則將影響測(cè)量精度?；蛘邆鞲衅髦g相互干擾，甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。 CHR01濕敏元件簡(jiǎn)介電阻型濕度傳感器可分為兩類：電子導(dǎo)電型和離子導(dǎo)電型。電子導(dǎo)電型濕度傳感器，也稱為“漲縮型濕度傳感器”，它通過(guò)將導(dǎo)電體粉末（金屬、石墨等）分散于膨脹性吸濕高分子中制成濕敏膜。隨濕度變化，膜發(fā)生膨脹或收縮，從而使導(dǎo)電粉末間距變化，電阻隨之改變。但是這類傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，且難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，所以應(yīng)用較少。離子導(dǎo)電型濕度傳感器，它是高分子濕敏膜吸濕后，在水分子作用下，離子相互作用減弱，遷移率增加；同時(shí)吸附的水分子電離使離子載體增多，膜電導(dǎo)隨濕度增加而增加，由電導(dǎo)的變化可測(cè)知環(huán)境濕度。本設(shè)計(jì)選用阻抗型高分子濕度電阻，型號(hào)CHR01，其外型尺寸、。 外型尺寸示意圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖1—外殼 2—基片 3—電極 4—感濕材料 5—引腳CHR01型高分子濕度電阻的工作原理：由于水附在有極性基的高分子膜上，在低濕度下，因吸附量少，不能產(chǎn)生荷電離子，電阻值較高。當(dāng)相對(duì)濕度增加時(shí)，吸附量也增加，吸附水就成為導(dǎo)電通道，高分子電解質(zhì)的正負(fù)離子主要起到載流子作用，另外，由吸附水自身離解出的質(zhì)子、水和氫離子也起電荷載流子作用，使高分子濕敏電阻的電阻值下降。： CHR01電性能參數(shù)工作電壓1VAC(50Hz～2KHz)檢測(cè)范圍20%～90%RH檢測(cè)精度177。5%工作溫度范圍最高使用溫度0℃～＋85℃120℃ 特征阻抗范圍30(21～)KΩ(60%RH,25℃)響應(yīng)時(shí)間≤12s(20%～90%)濕度飄移（/年）≤177。2%RH濕滯≤%RH ℃下CHR01的阻抗特性曲線，由下圖可知，在對(duì)精度要求不高的情況下，可以將其近似為線性關(guān)系。 060℃阻抗特性圖注意事項(xiàng) ：(1) 不要對(duì)元件使用直流電源，檢測(cè)時(shí)請(qǐng)使用電橋阻抗（LCR）測(cè)試設(shè)備 (2) 避免硬物或手指直接接觸元件表面，以免劃傷或污染敏感膜 (3) 焊接時(shí)溫度不能過(guò)高（180℃，2S膜表面），使用低溫烙鐵或用鑷子保護(hù) (4) 盡量避免在以下環(huán)境中直接使用：鹽霧，腐蝕性氣體：強(qiáng)酸（硫酸，鹽酸），強(qiáng)堿，有機(jī)溶劑（酒精，丙酮等） (5) 推薦儲(chǔ)存條件： 溫度：10℃～40℃濕度：20%RH60%RH 溫濕度檢測(cè)電路的原理及功能在實(shí)際工作環(huán)境中，溫度不是一個(gè)恒值，隨著環(huán)境的變化而變化，變化的范圍很寬。而濕敏元件受溫度的影響不能忽略。濕敏元件的濕度溫度系數(shù)就是表示器件的感濕特性曲線隨環(huán)境溫度而變化的特性參數(shù)。環(huán)境的溫度變化越大，由感濕特征量表示的環(huán)境相對(duì)濕度與實(shí)際的相對(duì)濕度之間的誤差就越大。另外，一切電阻式濕度傳感器都必須使用交流電源，否則性能會(huì)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生電解作用，感濕膜不會(huì)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。但加交流電壓后會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，所以，交流電壓值不能過(guò)高，要有一定的限度，在高頻情況下，測(cè)試引線的容抗明顯下降，會(huì)把濕敏電阻短路。另外，濕敏膜在高頻下也會(huì)產(chǎn)生集膚效應(yīng)，阻值發(fā)生變化，影響到測(cè)濕靈敏度和準(zhǔn)確性。除此之外，響應(yīng)時(shí)間、濕滯回線、濕滯回差等也不容忽略。響應(yīng)時(shí)間越短，表明濕敏元件的吸濕過(guò)程和脫濕過(guò)程越快，濕滯回差越小，濕敏元件的性能越好。故采用振蕩電路作為濕敏元件的測(cè)試電路。在濕度檢測(cè)電路中，以5V交流電作為濕敏電阻的工作電壓。其中U1A、U1B起驅(qū)動(dòng)傳感器作用，電壓跟隨器U1A起隔離作用，也就是增加驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)有阻抗變換作用，U1B電路即是傳感器驅(qū)動(dòng)電路，促使?jié)衩綦娮栝_(kāi)始工作。U1C為整流濾波電路，對(duì)經(jīng)濕敏電阻轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)進(jìn)行整流濾波，去掉其中可能存在其他干擾信號(hào)。在實(shí)際工作環(huán)境中，濕敏元件受溫度的影響不能忽略，故以U1D為溫度補(bǔ)償電路。該電路除了輸出濕度信號(hào)外，還輸出溫度信號(hào)，可以做成溫濕度的檢測(cè)電路，應(yīng)用于各種環(huán)境的溫濕度測(cè)量。采用LM35溫度傳感器作為溫度敏感元件，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，其輸出電壓與攝氏溫度成線性比例，轉(zhuǎn)換公式如公式（1） (1)0℃輸出為0V，每升高1℃，輸出電壓增高10mV。在常溫下，且無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供177。1/4℃的常用的室溫精度，從而將空氣的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)從out2輸出。 溫濕度檢測(cè)電路圖 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)介在以單片機(jī)為核心的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中，被測(cè)量對(duì)象的有關(guān)參量是一些連續(xù)變化的模擬量如溫度、壓力、流量、速度等物理量，由于單片機(jī)只能處理數(shù)字量，所以這些模擬量必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后才能輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理。若輸入的是非電量模擬信號(hào)，還需通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并加以放大。模數(shù)轉(zhuǎn)換器便是實(shí)現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的設(shè)備，因此模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)便成為數(shù)字測(cè)控系統(tǒng)中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)。A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的器件，這個(gè)模擬量泛指電壓、電阻、電流等參量，但在一般情況下，模擬量是指電壓而言的。A/D轉(zhuǎn)換器是對(duì)采樣獲得的模擬量（被測(cè)信號(hào)在時(shí)間上離散化）進(jìn)行離散取樣數(shù)字化（在數(shù)值上離散化）。A/D轉(zhuǎn)換器的主要特性是：分辨率與量化誤差，轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換速率，滿刻度范圍。通常以這幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量水平，并根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換方式的選擇。模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片種類很多，按轉(zhuǎn)換原理可分為4種：記數(shù)式、雙積分式、逐次逼近式及并行式A/D轉(zhuǎn)換器。而在選擇轉(zhuǎn)換器時(shí)應(yīng)主要從速度、精度和價(jià)格上綜合考慮。經(jīng)分析比較，以逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的性價(jià)比為最為合適。其在轉(zhuǎn)換速度和精度上都比較適中，轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在181。s級(jí)，%上下，只是抗干擾能力較弱，適用于一般場(chǎng)合。但因逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器具有接口簡(jiǎn)單、清晰、軟件配置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)且價(jià)格適中，被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。這里選擇應(yīng)用廣泛的逐次逼近式ADC0809芯片。 ADC0809接口電路設(shè)計(jì)ADC0809芯片屬ADC0808系列多通道8位CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其芯片內(nèi)置有多路模擬開(kāi)關(guān)以及通道地址譯碼和鎖存電路，因此能夠?qū)Χ嗦纺M信號(hào)進(jìn)行分時(shí)采集與轉(zhuǎn)換。IN0IN78路模擬量開(kāi)關(guān)A地址鎖存與譯碼BCALEVR(+)VR()STCLK8位AD轉(zhuǎn)換器EOC三態(tài)輸出鎖存器D0D7VccGND ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖ADC0809是8位逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換芯片，28引腳，雙列直插封裝，具有地址鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)，應(yīng)用單一+5V電源，其模擬輸入電壓范圍為0～+5V，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)字量為00H～FFH，轉(zhuǎn)換時(shí)間為I00181。s，無(wú)須調(diào)零或調(diào)整滿量程。因此能夠?qū)崿F(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集和轉(zhuǎn)換（每個(gè)瞬間只能轉(zhuǎn)換一路），轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。A/D轉(zhuǎn)換原理及過(guò)程：ADC0809最多允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由A、B、C編碼選擇通道號(hào)通過(guò)最高位()至最低位的逐次檢測(cè)來(lái)逼近被轉(zhuǎn)換的輸入電壓。A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程主要包括采樣量化及編碼。采樣是使模擬信號(hào)在時(shí)間上離散化，量化及編碼是把采樣后的值按比例變換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼。如8位A/D轉(zhuǎn)換器所采集到的0～5V電壓轉(zhuǎn)換成為00H～FFH相對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。通過(guò)數(shù)