【正文】 會(huì)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。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。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。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)。 0~+60℃阻抗特性圖3. CHR01濕敏元件應(yīng)用電路在實(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。5%，工作溫度范圍為0~+85℃，最高使用溫度120℃，阻抗在60%RH（25℃）時(shí)為30（21~）kΩ[12]。當(dāng)相對濕度增加時(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。本設(shè)計(jì)選用阻抗型高分子濕度電阻，型號CHR01，其外型尺寸、。但是這類傳感器長期穩(wěn)定性差，且難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，所以應(yīng)用較少。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。空氣中水蒸氣分壓力按下列公式計(jì)算： （）式中：為濕球溫度時(shí)飽和水蒸汽壓力；為干球溫度(℃)；為濕球溫度(℃)；P為大氣壓力(mb)；A是與風(fēng)速v有關(guān)，通常按下列公式計(jì)算： （）可知，相對濕度為干球溫度、濕球溫度、風(fēng)速、大氣壓力的函數(shù)，當(dāng)大氣壓力變化不大時(shí)，對給定的檢測條件V不變，那么只要測得t ，t 即可得相對濕度[2]。(2)相對濕度:相對濕度是指空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸汽壓力之比值。(1)絕對濕度：絕對濕度定義為在每立方米濕空氣中，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所含水蒸汽的質(zhì)量，以字符ρ表示，單位。在物理學(xué)和氣象學(xué)中，大氣濕度的表示方法是多種多樣的，而且都有各自的物理量和相應(yīng)單位。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(jìn)行濕度測量的。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)只用于測量環(huán)境溫度，所以只顯示0℃~+85℃。 溫度傳感器模塊電路圖外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖(2) DS18B20的外部電源供電方式電路圖在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最 多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。因此，此電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲(chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。 DS18B20原理圖DS18B20基本應(yīng)用電路DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1計(jì)數(shù)器1 的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。C。DS18B20可以程序設(shè)定9~12位的分辨率，精度為177。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等，支持3V~，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便。C。C范圍內(nèi),精度為177。C~+125176。所有數(shù)據(jù)的讀寫都是從最低位開始[5]。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。測量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)器。因此，控制操作必須首先提供下面5個(gè)ROM操作指令之一：(1)讀ROM,(2)匹配ROM, (3)搜索ROM, (4)跳過ROM, (5)報(bào)警搜索。 DS18B20方框圖DS18B20依靠一個(gè)單線端口通訊。 DS18B20DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。(1)信號采集 由溫度傳感器模塊和濕度傳感器模塊組成；(2)信號分析 由單片機(jī)STC89C52組成；(3)信號處理 由液晶顯示模塊、繼電器模塊和蜂鳴器模塊組成。其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測、濕度檢測、鍵盤及顯示、報(bào)警電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。各檢測單元能獨(dú)立完成各自功能，并根據(jù)主控機(jī)的指令對溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。對比考慮各器件性能、特點(diǎn)、使用難易度、成本等因素，選擇適合本產(chǎn)品指標(biāo)的元器件。本設(shè)計(jì)需要顯示溫度值和濕度值，還可顯示設(shè)置溫濕度數(shù)值報(bào)警數(shù)值的上下限，顯示數(shù)字較多，因此選用方案二液晶頻做輸出設(shè)備。字符型液晶顯示屏已經(jīng)成為了單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件之一。當(dāng)需要顯示的數(shù)據(jù)比較復(fù)雜的時(shí)候，它的優(yōu)點(diǎn)就突現(xiàn)出來了，并且當(dāng)硬件設(shè)計(jì)完成時(shí)，可以通過軟件的修改來不斷擴(kuò)展系統(tǒng)顯示能力。并且當(dāng)硬件電路設(shè)計(jì)好之后，系統(tǒng)顯示能力基本也被確定，系統(tǒng)顯示能力的擴(kuò)展受到了限制。方案一：數(shù)碼管是現(xiàn)在電子設(shè)計(jì)中使用相當(dāng)普遍的一種顯示設(shè)備，每個(gè)數(shù)碼管由7個(gè)發(fā)光二極管按照一定的排列結(jié)構(gòu)組成，根據(jù)七個(gè)發(fā)光二極管的正負(fù)極連接不同，又分為共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管兩種，選擇的數(shù)碼管不同，程序設(shè)計(jì)上也有一定的差別。而FPGA不同邏輯可以并行執(zhí)行,可以同時(shí)處理不同任務(wù),這就導(dǎo)致了FPGA工作更有效率 (4)FPGA有大量軟核,可以方便進(jìn)行二次開發(fā) FPGA功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MCS－51單片機(jī)的功能，但成本也高出不少，本設(shè)計(jì)不需要過多的IO口，普通運(yùn)行速度即可，使用MCS－51單片機(jī)系列完全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品要求的指標(biāo)，電路簡單，調(diào)試容易，所以本設(shè)計(jì)采用MCS－51單片機(jī)?？梢哉f，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。(5) FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。(3)FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。FPGA的基本特點(diǎn)主要有：(1)采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。因此選擇方案三。方案一是多年前的的產(chǎn)品，因自身設(shè)計(jì)缺陷，已經(jīng)很少被人使用。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。方案三：STC89C52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。方案一：采用AT89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內(nèi)部具有4KB ROM存儲(chǔ)空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS51系列單片機(jī)完全兼容,但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù), 當(dāng)在對電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ绦虻男略龉δ苄枰獰氤绦驎r(shí)，對芯片的多次拔插會(huì)對芯片造成一定的損壞。在8位單片機(jī)中又以MCS－51系列單片機(jī)及其兼容機(jī)所占的份額最大。 控制芯片的的選擇 單片機(jī)在多數(shù)電子設(shè)計(jì)當(dāng)中，基于性價(jià)比的考慮，8位單片機(jī)仍是首選。HF3223濕度傳感模塊將濕度信息轉(zhuǎn)化為頻率信號，傳輸給單片機(jī)進(jìn)行分析、處理和控制顯示。HF3223/HTF3223采用模塊式結(jié)構(gòu)，屬于頻率輸出式集成濕度傳感器，相對濕度在0%~99%RH范圍內(nèi)，精度為177。采用555時(shí)基或RC振蕩電路，將濕度傳感器等效為阻抗值，測量振蕩頻率輸出，振蕩頻率在1k Hz左右。CHR01濕敏電阻適用于阻抗型高分子濕度傳感器，它的工作電壓為交流1V，頻率為50Hz~2kHz，測量濕度范圍為20%~90%RH，測量精度177。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(jìn)行濕度測量的。綜合比較方案一與方案二，成本相差不多，方案二具有更高的抗干擾能力和精度，電路結(jié)構(gòu)簡單，選擇方案二作為本設(shè)計(jì)的溫度傳感器。它具有體積小、接口方便、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，內(nèi)含寄生電源。而且，無需進(jìn)行線性校正，使用非常方便，接口簡單，成本低廉?！?，℃，~5V 。在工業(yè)中用于50~180℃測溫。（℃+ |t|）。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測溫范圍200~650℃，百度電阻比W（100）=，R0為100Ω和10Ω，其允許的測量誤差A(yù)級為177。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測中高精密測溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻?！囟葌鞲衅鞯倪x擇方案一：采用熱電阻溫度傳感器。傳感器是實(shí)現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始被測信號進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測量和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。第2章　方案比較和論證當(dāng)將單片機(jī)用作測控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測信號懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。第3章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)，介紹了測量儀信號采集、分析、處理的工作過程和在這些過程中設(shè)計(jì)的模塊電路原理、特性、應(yīng)用。本文結(jié)構(gòu)安排如下：第1章 緒論，介紹了溫濕度對人們生活、生產(chǎn)、工作的影響，溫濕度測量儀的應(yīng)用和發(fā)展，以及溫濕度測量儀的核心器件溫度傳感器、濕度傳感器的結(jié)構(gòu)、型號、發(fā)展前景。5％。系統(tǒng)采用CHR01濕敏電阻，使用模擬電路，將濕度