基于ICL7107濕敏電阻濕度檢測器(共9頁)

1、 成績(chngj)評定： 傳感器技術(jsh) 課程設計 題 目基于(jy)ICL7107濕敏電阻濕度檢測器 摘要近年來，國內外在濕度傳感器研發(fā)領域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測控系統創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術提高到新的水平。在工農業(yè)生產、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經常需要對環(huán)境濕度進行測量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數中，濕度是最難準確測量的一個參數。用干濕球濕度計或毛發(fā)濕度計來測量濕度的方法，早已(zoy)無法滿足現代科技發(fā)展的需要。這是因為測量濕度要比測量溫度復雜的多，溫度是個獨立的被測量，而濕度卻

2、受其他因素（大氣壓強、溫度）的影響。此外，濕度的標準也是一個難題。本論文(lnwn)主要介紹(jisho)濕敏元件的特性，闡述濕度傳感器的性能特點及產品分類，重點敘述濕敏電阻傳感器在濕度檢測器中的應用，最后給出相關濕敏傳感器典型產品的技術指標。關鍵詞：傳感器；濕敏電阻；原理；ICL7107；LED顯示目 錄TOC o 1-2 u 一 、設計(shj)目的1二、設計(shj)任務與要求12.1設計(shj)任務12.2設計要求1三、設計步驟及原理分析23.1設計方法23.2設計步驟23.3設計原理分析2四、課程設計小結與體會5五、參考文獻5 TOC o 1-2 h z u 傳感器技術課程設計傳感

3、器技術課程設計PAGE 2 PAGE 7 一、設計(shj)目的當前在濕敏元件的開發(fā)和研究中，電阻式濕度(shd)傳感器應當最適用于濕度控制領域，其代表產品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點，氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產和研究的歷史，有著多種多樣的產品型式和制作方法，都應用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點尤其是穩(wěn)定性最強。氯化鋰濕敏器件屬于電解質感濕性材料，在眾多的感濕材料之中，首先被人們所注意并應用于制造濕敏器件，氯化鋰電解質感濕液依據當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理(yunl)而實現感濕。氯化鋰濕敏器件的襯底結構分

4、柱狀和梳妝，以氯化鋰聚乙烯醇涂覆為主要成份的感濕液和制作金質電極是氯化鋰濕敏器件的三個組成部分。多年來產品制作不斷改進提高，產品性能不斷得到改善，氯化鋰感濕傳感器其特有的長期穩(wěn)定性是其它感濕材料不可替代的，也是濕度傳感器最重要的性能。在產品制作過程中，經過感濕混合液的配制和工藝上的嚴格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關鍵。本次的實訓是采用濕敏電阻制作一個濕度檢測器，通過該課題設計深入理解濕敏元件的特性，將所學的知識運用到實際中。設計任務及要求 2.1設計任務 利用濕敏傳感器來檢測空氣中的濕度的變化，然后經過分壓電路將該變化量轉化為電壓，通過芯片ICL7107進行模數轉換，用數碼管來顯示電壓值，這就是

5、一個基于濕敏電阻的濕度檢測器。 2.2設計要求了解濕敏傳感器的工作原理、分類及應用范圍；掌握(zhngw)常見的測濕方法；掌握濕敏器件的主要參數及其特性。設計步驟(bzhu)及原理分析 3.1 設計(shj)方法 濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。3.2設計步驟選課題查資料繪制原理圖根據原理圖計算所需的原件參數制作實物總結實訓寫實訓課題報告。3.3設計原理分析 3.3.1濕敏電阻原理 濕敏電阻的阻值隨著空氣中的濕度的變化而變化。 3.3.2 ICL7107的工作原理雙積分型A/D轉換器

6、ICL7107是一種間接A/D轉換器。它通過對輸入模擬電壓和參考電壓分別進行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時間間隔，然后利用脈沖時間間隔，進而得出相應的數字性輸出。它包括積分器、比較器、計數器，控制邏輯和時鐘信號源。積分器是A/D轉換器的心臟，在一個測量周期內，積分器先后對輸入信號電壓和基準電壓進行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號與零電平進行比較，比較的結果作為數字電路的控制信一號。時鐘信號源的標準周期Tc作為測量時間間隔的標準時間。它是由內部的兩個反向器以及外部的RC組成的。下圖為ICL7107引腳圖圖1。圖1 ICL7107引腳圖 3.3.3 電位器原理(yunl) 電位器

7、的電阻體有兩個固定端，通過手動調節(jié)轉軸或滑柄，改變動觸點在電阻體上的位置，則改變了動觸點與任一個固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。當電阻體的兩個固定觸電之間外加一個電壓時，通過轉動(zhun dng)或滑動系統改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。 3.3.4數碼管原理(yunl)數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發(fā)光元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形

8、成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數碼管。共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。其管腳圖如圖2下所示： 圖2 數碼管管腳圖 3.3.5濕敏檢測器的原理(yunl) 整個(zhngg)電路主要由濕敏傳感器、分壓電路(dinl)、A/D轉換模塊、顯示模塊構成。該電路的工作原理是濕敏電

9、阻的阻值R隨空氣的濕度變化而變化，導致電位器輸出的電壓也變化，輸出的電壓從ICL7107的31管腳輸入，并與ICL7107的基準電壓相比較輸出，通過共陽七段數碼管直接顯示基本框圖如圖3。圖3 基本(jbn)框圖課程設計小結(xioji)與體會本次傳感器實訓，主要(zhyo)是利用濕敏傳感器來檢測空氣中的濕度的變化，然后經過分壓電路將該變化量轉化為電壓，通過芯片ICL7107進行模數轉換，用數碼管來顯示電壓值，這就是一個基于濕敏電阻的濕度檢測器。這次實訓使我進一步理解了傳感器的應用以及運用了老師所教的專業(yè)知識去發(fā)現問題、分析問題、解決問題。鍛煉了我各方面的能力，同時也使我們認識到專業(yè)知識的重要性。懂得做實訓要基于一定的理論的基礎上，而不是盲目的去做，這次課程設計收獲最大的就是對傳感器的知識有了深刻的理解。課程設計小結與體會1 唐賢遠，劉歧山.傳感器原理及應用【M】，成都：電子科技大學出版社，20002 李科杰.新編傳感器技術手冊【M】，北京：國防科技出版社，20023 沈永生.常用電子元器件使用一讀通【M、，北京：人民郵電出版社，20024 趙繼文.傳感器與應用(yngyng)電路設計M.北京:科學出版社,2002.5 郁有文.傳感器原理(yunl)及工程應用M.西安:西安電子科技大學出版社,2001. 附錄(fl)附錄一：原理圖 原