【正文】 ( d )左圖為將濕度傳感器等效成電容的理想情況， 比 偏移等于一 的波形，右圖為實際濕度傳感器的測試結(jié)果， 比 偏移小于一 的波形。所以 對Q值的 測量就轉(zhuǎn)換 成對微分電 路輸出的 復(fù)數(shù)電 壓虛部和實 部的測量 。采用串行通信R S 2 3 2 接口和U S B接口兩方式。但要大批量生產(chǎn)，一個關(guān)鍵的限制因素是:在產(chǎn)品生產(chǎn)出來之后，各項技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)必須給出，這些指標(biāo)決定產(chǎn)品的質(zhì)量性能及可用性，沒有這些質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)品將不被認(rèn)可。表面波濕度傳感器，將吸濕性的聚合物薄膜涂敷在 S A W ( 聲表面波)延時子上，利用聚合物薄膜吸收水汽使彈性波傳播速度發(fā)生變化的原理制成。熱敏電阻式絕對濕度傳感器用來測定絕對濕度，它將熱敏電阻的一端封入到干燥空氣中，另一端暴露在大氣中，水蒸汽接觸到能自加熱的熱敏電阻，就會產(chǎn)生溫度差輸出信號。利用了聚酞亞胺膜可逆的吸收和放出水分子使其介電常數(shù)隨之變化的工作原理。平板電容的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下所示: （28） （29） 式中：材料在不同相對濕度下的介電常數(shù)； 0%RH介電常數(shù) K—是常數(shù) u—是相對濕度 是元件在不同相對濕度時的電容量 S—下電極面積 d—感濕膜厚度對于一個固定的元件， S,d均可視為常數(shù)，可以設(shè)： （210） 所以： （211） 由上式可以 看見，C 。 電容式濕度傳感器用的電介質(zhì)通常有兩類。 電容式濕度傳感器利用某些物質(zhì)吸附水汽后，其電介系數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容量改變的原理工作。電阻式濕度傳感器根據(jù)所用的吸濕材料來分，有固體電解質(zhì)濕度傳感器、高分子有機(jī)物濕度傳感器、半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器等。半導(dǎo)體制冷便于進(jìn)行連續(xù)控制，可對冷凝結(jié)露的過程進(jìn)行連續(xù)測量，達(dá)到動態(tài)平衡后確定露點。此時對于冷面上氣體的濕度，冷面將對應(yīng)于唯一的溫度，準(zhǔn)確地測量此時冷面的溫度，即為該氣體的露點溫度測量露點的瞬時冷凝有光電法、電阻法和核子法等多種方法，其中光電法應(yīng)用得最為普遍。 是空氣的 摩爾 質(zhì)量， 若L9水的蒸發(fā)潛熱，則水蒸發(fā)需要的潛熱是: (22)根據(jù)能量守恒定律， 整理后可得: (23) ) （24）式中,成為干濕球系數(shù)。尼龍絲濕度傳感器是利用其線性尺寸的變化與氣體中濕度之間的關(guān)系來確定氣體的濕度。 Play和使用維護(hù)方便。 RS 232 采用與一般微處理器、單片機(jī)不同的邏輯電平。今天大多數(shù)DS P應(yīng)用產(chǎn)品都不是D S P芯片制造商事先設(shè)計好的，很多甚至是從未想到過的，都是數(shù)以千計的小公司在尋找各種各樣的商機(jī)、開發(fā)新的軟件和新的產(chǎn)品，為今天的人類提供琳瑯滿目的數(shù)字化產(chǎn)品. 當(dāng)前DSP主要應(yīng)用己經(jīng)廣泛十分廣泛應(yīng)用于:寬帶Internet 、無線通信系統(tǒng)、數(shù)字消費電子和汽車電子等等。 隨著電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，社會的數(shù)字化程度越來越高，數(shù)據(jù)采集也隨之越來越重要。采用 ME MT技術(shù)形成的微傳感器和微系統(tǒng)，具有劃時代微小體積、低成本、高可靠等獨特的優(yōu)點。此后， 電解質(zhì)、有機(jī)高分子、各種感濕材料組成的傳感器相繼出現(xiàn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也大有作為，果園、大棚蔬菜〔 蔬菜大棚的濕度需控制在7 0 % R H以止)等種植都需對濕度進(jìn)行監(jiān)控。一些早己形成傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把傳感器技術(shù)作為重點技術(shù)加以發(fā)展。傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)正在現(xiàn)有基礎(chǔ)上延伸和提高，加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。s flexibility, adaptability and scalability.關(guān)鍵詞 :DS P 。在我國，各行各業(yè)對濕度傳感器的需求量很大，但是測試的低效率限制了產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。利用數(shù)字電子開關(guān)CD4051 進(jìn)行多路通道選擇設(shè)計，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性、適應(yīng)性與擴(kuò)展性。In this paper, the design of the humidity sensor test system, the use of T MS320LF2407A as the master device on the hardware circuit design。傳感器技術(shù)是信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，傳感器的數(shù)量、質(zhì)量直接決定了信息技術(shù)系統(tǒng)的功能和質(zhì)量。 傳感器是流程自動控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)之器件，其技術(shù)水平直接影響到自動化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的水平，自 動化技術(shù)水平越高，對傳感器技術(shù)依賴程度越大。而水果、種子、肉類等又需要保證在一定濕度的環(huán)境中，這些都須對濕度進(jìn)行測量與控制。因此，隨著工農(nóng)業(yè)，國防、科技及整個國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對環(huán)境濕度的控制和檢測越來越受到人們的重視，市場也越來越大。 敏感元件與傳感器發(fā)展的總趨勢是集成化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。將外部世界存在的溫度、壓力、流量、位移以及角度等模擬量 ( Analog Signal )轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再收集到計算機(jī)并進(jìn)一步予以顯示、處理、傳輸與記錄這一過程，即稱為“ 數(shù)據(jù)采集”。今天絕大部分DSP的開發(fā)工具和DSP應(yīng)用產(chǎn)品并不是DSP芯片廠自己創(chuàng)造和研究，DSP芯片制造商的主要注意力放在改進(jìn)芯片設(shè)計、改革制造工藝，想法提高運算速度、增加功能、降低功耗、減小成本等方面，而不可能再花大力氣去從事開發(fā)工具、應(yīng)用軟件和實際應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)串行接口的電氣特性，有滿足可靠傳輸時的最大通信速度和傳輸距離指標(biāo)。已經(jīng)將 USB支持的帶寬提升到480 Mbps .USB允許外設(shè)在主機(jī)和其它外設(shè)工作時進(jìn)行連接配置使用及移除，即所謂的即插即用Plug amp。 根據(jù)濕度測量原理的不同，將濕度傳感器給與不同的分類。實驗證明，濕度在9 0 以上時，毛發(fā)濕度計是不可靠的。在露點上，只存在飽和水蒸氣的一個值。當(dāng)輻射源上形成冷凝時，輻射檢測器便測出粒子流中的水滴。測量范圍有糧食存儲、食品加工與存儲、金屬表面、藥品、加工與存儲、工作間衛(wèi)生間、房屋建筑、大氣監(jiān)測等濕度測定。半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器，金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料具有線性和熱穩(wěn)定性好，抗污染能力強(qiáng)，響應(yīng)時間短，壽命長，適用范圍寬等優(yōu)點因而這類傳感器發(fā)展很快、品種多，故特別適用于濕度的半自 動測量。電容型濕敏材料常見的還有聚苯乙烯、聚酞亞胺、酪酸醋酸纖維等感濕材料。 其中 (26) （27） 式中:: ， 為相對濕度0 % R H時高分子的介電常數(shù):a , b 為常數(shù)。 高分子電容型濕度傳感器屬三層式結(jié)構(gòu)，即上層為方塊電極金屬膜層，中間是聚酞亞胺膜，下層是叉指狀電極金屬膜層，采用半導(dǎo)體硅片作為襯底材料[ l 61薄膜電容式濕度傳感器結(jié)構(gòu)如圖 220薄膜電容式濕度傳感器體積很小，高分子感濕膜很薄，并且將感濕電容制在基板上，基板起支撐感濕電容、增加機(jī)械強(qiáng)度的作用，可防止感濕膜伸縮及變形而使電容值發(fā)生變化，要求基板的材質(zhì)對水的反應(yīng)是惰性的，可用玻璃等材料制作。制備濕度傳感器時，將聚酞亞胺調(diào)至合適濃度，成膜，并進(jìn)行水環(huán)化[ [ 1 7 1 。 晶振式濕度傳感器，石英振子的共振頻率取決于振子的形狀、切向和電等組成的負(fù)載，在電極表面上涂敷吸收濕膜，在吸附水汽后，測出頻率的變即可測出相對濕度值。 本章介紹了各種傳感器及其測量原理，重點闡述了電容式濕度傳感器，講述了其感濕機(jī)理，感濕材料和應(yīng)用場合，同時，本章還介紹了市場上出現(xiàn)的各種濕度傳感器，從干濕球濕度計、毛發(fā)濕度計和露點儀濕度傳感器到電子式濕度傳感器。針對這些問題，設(shè)計目標(biāo)為: 1 . 提供一套高精度的濕度發(fā)生器，達(dá)到較高的性價比。 。 如下圖 3 3是電容式濕度傳感器復(fù)數(shù)電壓法在上述測量電路中的波形圖，( a ) 表示正弦波發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波波形 。同時，電容量C的測量也包含在此表達(dá)式中。 至此，兩個參數(shù)C,Q都已求出?？紤]的問題有:能否產(chǎn)生較好的信號源 ( 最好頻率可調(diào)) 。通過對不同周期的信號進(jìn)行采樣并作累加運算，相當(dāng)于對該區(qū)間進(jìn)行積分，根據(jù)前面所述測試原理即可計算出電容式濕度傳感器的性能參數(shù):Q，C值。接口的最高傳輸率可達(dá) 1 2 Mb / s 。 現(xiàn)在越來越多的PC機(jī)上都具有了USE接口，而在本系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)的實時性有著嚴(yán)格的要求，而且數(shù)據(jù)量較大。濕度源提供測試環(huán)境需要的標(biāo)準(zhǔn)濕度環(huán)境，濕度源設(shè)計的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)的精度，故須選用高精度的濕度源，減小在該環(huán)節(jié)的誤差。該項技術(shù)將解決以往濕度傳感器測試過程繁瑣、測試元件數(shù)量少、測試周期長的問題。一個穩(wěn)定的濕度源對測試系統(tǒng)的好壞起著決定性的作用。汽化過程與溫度、壓力、表面積和水中的雜質(zhì)有關(guān)。 目前濕度測量多數(shù)是濕空氣中的濕度， 濕空氣可以是看成干空氣和水汽的二元混合物。并同時采用兩種方式作為濕度計量標(biāo)準(zhǔn)，且把具有高精確度的重量法作為濕度的最高標(biāo)準(zhǔn) ( 即基準(zhǔn)) ，而把恒濕氣體發(fā)生器作為傳遞量值的手段。 濕度源的測試方法很多，從原理來說，大致可劃分為五類 第一類是改變已知濕度氣體 ( 主要是指飽和濕氣)狀態(tài)的方法。后者是將一股干氣精確地按比例分為兩股，其中一股用水汽飽和，另一股仍保持干燥，而后進(jìn)行混合。 如上所述，使用各種濕度發(fā)生器可以精確的提供所需要的濕度量值，此外，也可以利用能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的平衡水汽壓力的化學(xué)體系來達(dá)到這個目的。根據(jù)拉烏爾定律和享利定律，在定溫和平衡條件下，溶液的組分固定，則其水汽分壓為常量，而改變?nèi)芤旱慕M分則可以獲得不同的平衡水汽分壓。 該裝置根據(jù)拉烏爾定律和享利定律，利用飽和鹽水溶液可以產(chǎn)生相對濕度固定點這一原理而研制的。在 5 5 0 ℃的溫度范圍內(nèi)，設(shè)定不同的溫度，可獲得不同溫度下的各相對濕度值。故在濕度箱室內(nèi)懸掛水袋可以增加整個濕度箱的熱容量，提高系統(tǒng)抗熱干擾的能力。如果不需要檢定時，可以采用錐形活塞密封探孔。每秒4000萬條指令的處理速度，使LF2407ADSP的控制器可以提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)16 位微控制器的性能。 基本結(jié)構(gòu)包括:哈佛結(jié)構(gòu)、流水線操作、專用硬件乘法器、特殊DSP指令、快速的指令周期。10位ADC轉(zhuǎn)換器。下面對其各個部分逐一解釋:1. 外部晶振輸入:采用 l0 m的高速晶振。 ( 3 ) VISO _ EN:透視度輸出使能，默認(rèn)on 。Max572214365278 PAGND GNDCS SCLKOUTBOUTAVDD REFDIN 圖5 2 MAX 5 7 2 2的引腳圖 MAX5722 ，運行低功耗模式只有0 .3 u A的電流，采用3 總線的簡單接口，運行頻率可達(dá)2 0 M，兩路并行輸出。該器件采用模塊化的方法實現(xiàn)一個USB 接口，允許在眾多可用的微控制器中選擇最合適的作為系統(tǒng)微控制器，允許使用現(xiàn)存的體系結(jié)構(gòu)并使固件投資減到最小。PLL的工作不需要外部器件。 7 GoodLinkL: GoodLink是靠一個引腳接發(fā)光二極管實現(xiàn)的。對于微控制器，PDNSBD12可以看成是一個有 8位數(shù)據(jù)總線和 1位地址線的存儲設(shè)備。通過DSP的DOD7引腳與PDNSBD12的數(shù)據(jù)口相連，作為數(shù)據(jù)的輸入輸出通道，所有的數(shù)據(jù)。此外當(dāng)設(shè)備沒有連接時如果D 十 線為高而D 一 線為低設(shè)備也會進(jìn)入空閑模式，在掛起時，VOUT3 。RD, WE口控制PDNSBD12 的讀寫。在主端點 ( 端點2 )和局部共享存儲器之間也可使用 D MA( 直接存儲器存取)傳輸。當(dāng)被成功枚舉并配置時，PDNSBD12指示燈將會始終亮。 5 PHILIPS串行接口引擎 PSIE: PHILIPS的 SIE完全實現(xiàn) USB協(xié)議層。PDNSBD12完全符合USB 規(guī)范，也能適應(yīng)大多數(shù)設(shè)備類規(guī)范的設(shè)計，如成像類、大容量存儲類、通信類、打印類和人工輸入設(shè)備等，因此PDNSBD12非常適合做很多外圍設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀、外部大容量存儲器 ( Zip 驅(qū)動器)和數(shù)碼相機(jī)等。C 之間輸出穩(wěn)定，具有很寬的環(huán)境輸出溫度范圍。on接低電平，〔 微控制器)使用片內(nèi)flash 。外部晶振通過此電路后，頻率擴(kuò)大到40M ，以滿足信號發(fā)生的需要。高達(dá) 41個可單獨編程或復(fù)用的輸入/ 輸出( GPIO ) 引腳?；赥 MS 3 2 0 C 2 XXDS P的CPI核，保證了TMS320LF24OX系列代碼和TMS320系列 DSP代碼兼容。 ，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)。以下幾節(jié)將會對它們的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)的說明。 :測試箱在通過氣道與鹽槽內(nèi)的氣體進(jìn)行氣體交換時，通常需要較長的時間才能使測試箱的濕氣達(dá)到鹽箱的飽和氣濕度，而這個時間同測試箱濕氣與飽和氣體的體積比、氣體交換速度有關(guān)。下面列出了主要的設(shè)計參數(shù) 〔 單位:MM) . 濕度箱體總體積：640*450*730； 鹽箱的容積：375*480*70； 元件箱容積：150*155*75； 鹽的厚度： 1020；面板的尺寸： 240*130；電路板的尺寸：150*155。循環(huán)泵和控制閥 可以 加速濕度平衡，縮短檢測時間。對于非揮發(fā)性溶質(zhì)，由于它的水汽壓很低其濃度的變化對水汽壓的影響可以忽略不計。前者一般能夠取得較寬的濕度范圍和較高的準(zhǔn)確度，但裝置復(fù)雜，價錢昂貴，在企業(yè)中使用不現(xiàn)實。于是水汽通過膜向另一側(cè)滲透。于是可以利用熱力學(xué) 尸 、v , T關(guān)系配制出所要求的濕度氣體。 重量法是一種古老的濕度測量方法，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著相應(yīng)的測量設(shè)備精度的提高，才逐漸發(fā)展成為一種精密的測量方法。因此， 在研究濕空氣時， 往往把它看成干空氣和水汽組成的二元氣體混合處理， 這樣