3種濕傳感器應用電路

1、3種濕度傳感器應用電路濕敏元件主要分為兩大類：水分子親和力型濕敏元件和非水分子親和力型濕敏元件。利用水分子有較大的偶極矩，易于附著并滲透入固體表面的特性制成的濕敏元件稱為水分子親和力型濕敏元件。例如電阻式濕敏元件、電容式濕敏元件和毛發(fā)濕度計。另一類非水分子親和力型濕敏元件利用其與水分子接觸產(chǎn)生的物理效應來測量濕度。例如熱敏電阻式濕度傳感器和紅外線吸收式濕度傳感器等。下面介紹3種常用的濕度傳感器應用電路。1 直讀式濕度計的應用電路直讀式濕度計電路如圖1所示，其中RH為氯化錘濕敏電阻器，氯化錘是一種吸濕鹽類，氯化錘濕敏電阻器是一種新型濕敏電阻器，屬水分子親和力型濕敏元件，它采用真空鍍膜工藝在玻璃片

2、上鍍上一層梳狀金電極，然后在電極上涂上一層由氯化錘和聚氯乙烯醇等配制的感濕膜。由于聚氯乙烯醇是一種粘合性很強的多孔性物質(zhì)，它與氯化錘結(jié)合后，水分子會很容易在感濕膜中吸附或釋放，從而使?jié)衩綦娮杵鞯碾娮柚蛋l(fā)生迅速的變化。為了提高濕敏電阻器的抗污染能力，還在濕敏電阻表面涂敷一層多孔性保護膜。對于一種配方的濕敏電阻，其測試濕度的范圍相當狹窄。要求濕度測量范圍較大時，需要將多個濕敏電阻器組合使用，其測量范圍才能達到20%80%RH。由VT1、VT2和T1等組成測濕電橋的電源，其振蕩頻率為2501000Hz。電橋的輸出信號經(jīng)變壓器T2、C3耦合到VT3，經(jīng)VT3放大后的信號由VD1VD4橋式整流后輸入微安

3、表，指示出由于相對濕度的變化而引起電流的改變。經(jīng)標定并把濕度刻劃在微安表表盤上，就成為一個簡單而實用的直讀式濕度計了。圖2 電容型濕度傳感器的應用電路電容型濕度傳感器是用高分子材料的濕敏元件作為敏感元件，它利用有機高分子材料的吸濕性能與膨潤性能制成的，屬水分子親和力型濕敏元件，吸濕后，介電常數(shù)發(fā)生明顯變化的高分子電介質(zhì)，可做成電容式濕敏元件。常用的高分子材料是醋酸纖維素、尼龍和硝酸纖維素等。高分子濕敏元件的薄膜做得極薄，一般約5000埃，使元件易于很快的吸濕與脫濕，減少了滯后誤差，響應速度快。這種濕敏元件的缺點是不宜用于含有機溶媒氣體的環(huán)境，元件也不能耐80度以上的高溫。電容型濕度傳感器的應用

4、電路圖2所示。它由兩個時基電路IC1、IC2組成，556為雙時基電路即兩個555多諧振蕩器，IC1及外圍元件組成多諧振蕩器，主要產(chǎn)生觸發(fā)IC2的脈沖，IC2和電容型濕敏元件及外圍元件組成可調(diào)寬的脈沖發(fā)生器，其脈沖寬度將取決于濕敏元件的電容值的大小，而濕敏元件的電容值的大小決定于空氣中的相對濕度，調(diào)寬脈沖從IC2的腳輸出，經(jīng)R5、C3濾波后成為直流信號輸出。輸出電壓的大小正比于空氣的相對濕度，其靈敏度為2mV/%RH。圖3 線性頻率輸出式濕度傳感器的應用電路線性頻率輸出式濕度傳感器HS1100/1101是基于獨特工藝設計的電容元件，具有可靠性高、穩(wěn)定性好、反應時間快等優(yōu)點，可用于線性電壓或頻率輸

5、出回路當中。采用HS1100/1101的頻率輸出特性，實現(xiàn)對環(huán)境相對濕度的測量。線性頻率輸出式濕度傳感器測量電路如圖3所示，電源電壓范圍是UCC =+3.512V。利用一片CMOS定時器TLC555，配上HS1100/1101和電阻R2、R4構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，將相對濕度轉(zhuǎn)換成頻率信號。輸出頻率范圍是73516033Hz，所對應的相對濕度為0%100%。當RH=55%時，f =6660Hz。輸出頻率信號可送至數(shù)字頻率計或單片機系統(tǒng)，測量并顯示出相對濕度值。3R為輸出端的限流電阻，起保護作用。555電路的非平衡電阻R1作為內(nèi)部溫度補償用，應具有1%的精度，目的是為了引入溫度效應，使它與HS1100/1101的溫度效應相匹配。由于不同型號的555的內(nèi)部溫度補償有所不同，所以R1的值必須與特定的芯片相匹配。R3為輸出端的限流電阻，起保護作用。圖4 結(jié)束語高分子電容型濕敏元件的應用電路簡單，響應速度快，應用在加濕器、除濕機、彩色復印機、被褥干燥機等產(chǎn)品中，在農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、醫(yī)學領(lǐng)域等對于響應時間要求較高的場合也得到了廣泛的應用；直讀式濕度計電路由于它的直讀性，即濕度與表盤刻度呈線性