【文章內容簡介】 ，在 55℃～ +150℃范圍內，非線形誤差177。 ℃。 三、 基本應用電路 圖 210是 AD590 用于測量熱力學溫度的基本應用電路。因為流過 AD590 的電流與熱力學溫度成正比，當電 阻 R1 和電位器 R2的電阻之和為 1kΩ時，輸出電壓 V0 隨溫度的變化為 1mV/K。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有偏差，因此應對電路進行調整 ，調整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調整電位器 R2，使V0 =+25=（ mV）。但這樣調整只保證在 0℃或 25℃附近有較高的精度。 四、 攝氏溫度測量電路 如圖 25所示，電位器 R2用于調整零點， R4用于調整運放倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 9 LF355的增益。調整方法如下：在 0℃時調整 R2，使輸出 V0=0，然后在 100℃時調整 R4使 V0=100mV。如此反復調整多次，直至 0℃時，V0=0mV， 100℃時 V0=100mV為止。最后在室溫下進行校驗。例如室溫為 25℃，那么 V0應為 25mV。冰水混合物是 0℃環(huán)境，沸水為 100℃環(huán)境。 圖 25 溫度測量電路 2. 1. 2 濕度傳感器 測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質從其周圍的空氣吸收水分后引起的物理或化學性質的變化，間接地獲得該物質的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進行濕度測量的。 采用 HS1100/HS1101 濕度傳感器。 HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構成中等效于一個電容器件 ，其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。不需校準的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應時間，專利設計的固態(tài)聚合物結構，由頂端接觸（ HS1100）和側面接觸（ HS1101）兩種封裝產品，適用于線性電倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 10 壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。 相對濕度在 1%100%RH范圍內；電容量由 16pF變到 200pF，其誤差不大于177。 2%RH；響應時間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃。可見精度是較高的。 測量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質從其周圍的空氣 吸收水分后引起的物理或化學性質的變化，間接地獲得該物質的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進行濕度測量的。下面 介紹 HS1100/HS1101濕度傳感器及其應用。 一、特點 不需校準的完全互換性，高可靠性和長期穩(wěn)定性，快速響應時間，專利設計的固態(tài)聚合物結構，由頂端接觸（ HS1100）和側面接觸（ HS1101）兩種封裝產品，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動插件和自動裝配過程等。 圖 26 為濕敏電容工作的溫、濕度范圍。圖 27為濕度 電容響應曲線。 圖 26濕敏電容工作的溫濕度范圍 倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 11 圖 27濕度 — 電容響應曲線 相對濕度在 1%100%RH 范圍內；電容量由 16pF 變到200pF，其誤差不大于177。 2%RH；響應時間小于 5S；溫度系數(shù)為 pF/℃?？梢娋仁禽^高的。 二、濕度測量電路 HS1100/HS1101 電容傳感器，在電路構成中等效于一個電容器件，其電容量隨著所測空氣 濕度的增大而增大。如何將電容的變化量準確地轉變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常有兩種方法：一是將該濕敏電容置于運方與租蓉組成的橋式振蕩電路中，所產生的正弦波電壓信號經整流、直流放大、再 A/D 轉換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉為與之成反比的電壓頻率信號，可直接被計算機所采集頻率輸出的 555測量振蕩電路如圖所示。集成定時器 555芯片外接電阻 RR2 與濕敏電容 C，構成了對 C 的充電回路。 7 端通過芯片內部的晶體管對地短路又構成了對 C 的放電回路，并將引腳 6 端相連引入到片內 比較器，便成為一個典型的多諧振蕩器，即方波發(fā)生器。另外， R3 是防止輸出短路的保護電阻， R1 用于平衡溫度系數(shù)。 倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 12 圖 28 頻率輸出的 555振蕩電路 該振蕩電路兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源 Vs 通過R R2 向 C 充電，經 t 充電時間后， Uc 達到芯片內比較器的高觸發(fā)電平，約 ，此時輸出引腳 3端由高電平突降為低電平，然后通過 R2放電，經 t放電時間后， Uc下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 ，此時輸出引腳 3端又由低電平突降為高電平，如此翻來覆去，形成方波輸出。其中，充放電時間為 t充電 =C（ R4+R2） Ln2 t放電 =CR2 Ln2 因而，輸出的方波頻率為 f=1/(t放電 +t充電 )=1/[ C（ R4+R2） Ln2] 可見，空氣濕度通過 555測量電路就轉變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號，表 21給出了其中的一組典型測試值。 倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 13 表 2空氣濕度與電壓頻率的典型值 三、多路檢測信號的實現(xiàn) 在本設計系統(tǒng)中，溫度輸入信號為 8 路的模擬信號，這就需要多通道結構。采用多路分時的模擬量輸入通道。 圖 29 多路分時的模擬量輸入通道 這種結構的模擬量通道特點為： （ 1） 對 ADC、 S/H 要求高。 （ 2） 處理速度慢。 （ 3） 硬件簡單，成本低。 （ 4） 軟件比較復雜。 濕度 頻率 濕度 頻率 %RH HZ %RH HZ 0 7351 60 6600 10 7224 70 6468 20 7100 80 6330 30 6976 90 6168 40 6853 100 6033 50 6728 倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 14 本設計系統(tǒng)為八路的濕度信號采 集，故采用 CD4051組成多路分時的模擬量信號采集電路，其硬件接口如圖 210所示 圖 210八路分時的模擬量信號采集電路硬件接口 2． 1． 3 多路開關 多路開關，又 稱“多路模擬轉換器”。多路開關通常有 n 個模擬量輸入通道和一個公共的模擬輸入端，并通過地址線上不同的地址信號把 n個通道中任一通 道輸入的模擬信號輸出，實現(xiàn)有 n線到一線的接通功能。反之，當模擬信號有公共輸出端輸入時 ，作為信號分離器，實現(xiàn)了 1 線到n 線的分離功能。因此，多路開關通常是一種具有雙向能力的器件。 在本設計中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號采集中將有兩個模擬量被提取，這時選用多路開關就是很必要的。 我選用的是 CD4051 多路開關，它是一種單片、 COMS、 8 通道開關。該芯片由 DTL/TTLCOMS 電平轉換器，帶有禁止端的 8 選 1 譯碼器輸入，分別加上控制的 8 個 COMS模擬開關 TG組成。 CD4051的內部原理框圖如圖 211所示。 倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng) 15 圖 211 CD4051的內部原理框圖 圖 211中功能如下： 通道線 IN/OUT（ 1 1 1 13）：該組引腳作為輸入時，可實現(xiàn) 8選 1功能，作為輸出時，可實現(xiàn) 1 分 8功能。 XCOM（ 3）：該引腳作為輸出時，則為公共輸出端；作為輸入時，則為輸入端。 A、 B、 C（ 1 9）：地址引腳 INH（ 6）：禁止輸入引腳。若 INH 為高電平，則為